電(dian)弧熔(rong)(rong)爐生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂的工藝流程主(zhu)要包(bao)括：原(yuan)料配料、電(dian)弧熔(rong)(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐(feng)富的優質菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含(han)量高(gao)，又(you)易于開(kai)采，因此，被(bei)廣泛(fan)用(yong)(yong)作(zuo)(zuo)電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的原料(liao)(liao)。采用(yong)(yong)菱鎂(mei)石作(zuo)(zuo)原料(liao)(liao)，碳(tan)酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐(lu)內(nei)排(pai)出影響著電(dian)熔過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的結(jie)晶帶(dai)的形成均有不利影響，由于(yu)大(da)量(liang)塵料飛損，使物料損耗和能量(liang)消耗增高，也惡(e)化(hua)了(le)車(che)間生產環境。但(dan)由于(yu)優(you)質菱鎂(mei)礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍(reng)是(shi)我國電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得(de)最(zui)多(duo)最(zui)廣(guang)泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)含量高低和(he)化(hua)學成分(fen)直接影響到電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)質(zhi)量，同時在電熔(rong)(rong)過程中也直接影響到電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)(de)(de)品(pin)級比例(li)(li)，因(yin)此，為了(le)保證(zheng)電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)質(zhi)量和(he)品(pin)級比例(li)(li)，必須(xu)對各種礦(kuang)石進(jin)行(xing)適當的(de)(de)(de)配比后進(jin)行(xing)熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石。我國的遼(liao)寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石的礦(kuang)源非常(chang)豐(feng)富，水鎂(mei)(mei)(mei)石中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石。它也是(shi)一種(zhong)制(zhi)造電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部分(fen)(fen)地區水鎂(mei)(mei)(mei)石的化(hua)(hua)學成分(fen)(fen)見表2。

表2水鎂石的(de)化學成分(fen)/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂作為電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂原料(liao)，可以(yi)(yi)使生(sheng)產環(huan)境得到改善(shan)，可以(yi)(yi)降低運輸費用。由(you)于電(dian)熔時(shi)排出(chu)氣體少(shao)，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂質量有利(li)。

我國(guo)有(you)一(yi)些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)成球料入爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量達到98%，以此料能生產(chan)出白色大結(jie)晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成球費用(yong)高(gao)，影響生產(chan)成本(ben)。目前，有(you)的(de)廠家采(cai)用(yong)反射爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加(jia)入熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又(you)比用(yong)球料作(zuo)原料時(shi)便宜(yi)，因(yin)而(er)得到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)砂(sha)。為了(le)某些電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊要求，有(you)時必(bi)須在電(dian)(dian)(dian)熔過程中采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)燒結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)(dian)(dian)熔原(yuan)料，如采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)(dian)(dian)熔原(yuan)料，一般首先(xian)利(li)用(yong)(yong)(yong)處理海水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方法也可以(yi)制得輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取(qu)方法)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為原(yuan)料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等(deng)(deng)研究認(ren)為，極(ji)少(shao)量(liang)(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長大(da)(da)。因為雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于(yu)增(zeng)加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運動(dong)所需的(de)(de)能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正比，所以(yi)必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長大(da)(da)的(de)(de)極(ji)限尺寸愈(yu)小(xiao)。

另(ling)一(yi)方面為了降低電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)顯(xian)氣孔(kong)率，也(ye)應盡量減少(shao)原料氧(yang)化(hua)鎂的(de)氣體(ti)排出(chu)，因此(ci)，采用(yong)燒(shao)結鎂砂電(dian)熔(rong)有(you)其顯(xian)著(zhu)優(you)點。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶的化學(xue)原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是同(tong)原子(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力學(xue)本性如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)相(xiang)關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)(cun)、質量(liang)和(he)(he)電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)之間(jian)的(de)結(jie)合特性和(he)(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化作用、結(jie)晶構造等(deng)決定(ding)它是一(yi)高熔點(dian)化合物。

氧化鎂的(de)熔(rong)點(dian)和結(jie)(jie)構(gou)參數(shu)：陽(yang)離子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)(jie)構(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)(de)最重要過(guo)程是由各種(zhong)(zhong)鎂(mei)質原料，通過(guo)各種(zhong)(zhong)形(xing)式的(de)(de)(de)加熱(re)方法(fa)產(chan)生高(gao)(gao)溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔化(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔體。要使氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔融，必須消(xiao)耗大量(liang)的(de)(de)(de)熱(re)能，以克服離子(zi)間的(de)(de)(de)引力。通過(guo)強大電(dian)弧產(chan)生高(gao)(gao)溫而熔化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)方法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔融法(fa)。這個融化(hua)過(guo)程一般包括熱(re)的(de)(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔化(hua)、析晶、晶體長大等一系(xi)列物理(li)化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石作原料有(you)一脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)(guo)程。用菱鎂礦(kuang)(kuang)作為原料時有一個脫碳過(guo)(guo)程，脫碳過(guo)(guo)程包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)的(de)熱分解，菱鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)的(de)主要成分是碳酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔過程中(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在電(dian)熔爐(lu)起動過程中(zhong)需在三電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用(yong)石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三角(jiao)形或星(xing)形導線路，在通電(dian)過程中(zhong)受熱燒損或完全(quan)燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和氧(yang)離(li)子在強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用(yong)下，克服單晶體中的(de)(de)晶格(ge)能(neng)(neng)的(de)(de)束縛(fu)，變成能(neng)(neng)自由運(yun)動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)點)就會由固體變成液體，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這一過(guo)程(cheng)中需消耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者對(dui)用(yong)水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統(tong)計(ji)數據(ju)可以看出(chu)，在電(dian)熔(rong)(rong)