電弧(hu)熔爐生(sheng)產電熔氧化(hua)鎂的(de)工藝流(liu)程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔融、破(po)碎(sui)、選(xuan)別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又(you)易(yi)于開采，因此，被廣泛(fan)用作電熔氧化鎂(mei)的原料。采用菱鎂(mei)石作原料，碳(tan)酸鎂(mei)分解(jie)產生(sheng)CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從(cong)爐(lu)內排出影(ying)響著電熔過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形成(cheng)均(jun)有(you)不利影響，由(you)于大量塵(chen)料(liao)(liao)飛損(sun)，使(shi)物料(liao)(liao)損(sun)耗和能量消耗增(zeng)高，也惡(e)化了車間生產環境。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格(ge)很低廉，所以，仍是(shi)我(wo)國電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)用得最多最廣泛的(de)(de)原(yuan)料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中(zhong)(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)含量高(gao)低和化(hua)(hua)學(xue)成分直接(jie)影響到電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)質量，同時在電(dian)熔過(guo)程中(zhong)(zhong)也直接(jie)影響到電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂得到的(de)(de)品(pin)級(ji)比例，因(yin)此，為了保證電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)質量和品(pin)級(ji)比例，必須(xu)對各種礦(kuang)石進行(xing)適當的(de)(de)配比后進行(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)礦(kuang)源(yuan)非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)(yang)化鎂(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是(shi)一種制造電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)原料(liao)，部分地(di)區水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)化學成分見表2。

表2水鎂(mei)石的(de)化學成分/%

③輕(qing)燒氧化鎂(mei)(mei)。以(yi)(yi)輕(qing)燒氧化鎂(mei)(mei)作為電熔氧化鎂(mei)(mei)原料(liao)，可(ke)以(yi)(yi)使生產環境得到改善，可(ke)以(yi)(yi)降(jiang)低運輸(shu)費用。由于(yu)電熔時(shi)排出氣體少，成分也較均勻，對(dui)提高電熔氧化鎂(mei)(mei)質量(liang)有利。

我國有一(yi)些(xie)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料入爐(lu)電熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達到98%，以此料能生(sheng)產(chan)出白(bai)色(se)大結晶(jing)電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。但由(you)于成(cheng)球費(fei)用高，影(ying)響生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)。目前(qian)，有的(de)(de)廠家采用反(fan)射(she)爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，以一(yi)定(ding)的(de)(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)比(bi)用菱鎂(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本(ben)又比(bi)用球料作原料時便(bian)宜，因而得到了一(yi)定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了(le)某(mou)些電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)(te)殊要(yao)求，有(you)時(shi)必(bi)須(xu)(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，如采用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，一(yi)般(ban)首先利用(yong)處(chu)理(li)海(hai)水和石灰乳作用(yong)生產(chan)氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方法也可(ke)以(yi)制得輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取(qu)方法)，采用(yong)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作為(wei)原料(liao)生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)(te)爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)氣(qi)體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)，可(ke)明顯影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大(da)。因(yin)為(wei)雜(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運(yun)動所需的(de)(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積成(cheng)正比，所以(yi)必(bi)須(xu)(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)(di)二相(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須(xu)(xu)變形(xing)，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大(da)的(de)(de)極限尺寸愈(yu)小(xiao)。

另一方面為(wei)了降(jiang)低(di)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的顯氣(qi)孔率，也應盡量減少原(yuan)料氧(yang)(yang)化鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此(ci)，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學原(yuan)料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)和(he)(he)分子(zi)的量(liang)子(zi)力學(xue)本性如(ru)離(li)子(zi)半徑的尺(chi)寸，離(li)子(zi)的電位數(shu)值，離(li)子(zi)的電子(zi)外層結構等相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的離(li)子(zi)尺(chi)寸、質量(liang)和(he)(he)電荷、陽離(li)子(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)之間的結合特性和(he)(he)強度(du)、離(li)子(zi)的極化(hua)作用、結晶構造等決定它(ta)是(shi)一(yi)高熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂(mei)的熔點和結構(gou)(gou)參數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰(yin)離子(zi)半徑0.53mm;結構(gou)(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)數6;有(you)效配(pei)位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最(zui)重要過程(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)(mei)質(zhi)原料，通(tong)過各種(zhong)形式(shi)的(de)加熱方(fang)法(fa)產生高(gao)溫(wen)使鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大(da)量的(de)熱能，以克服離子間的(de)引力。通(tong)過強大(da)電(dian)弧產生高(gao)溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融法(fa)。這(zhe)個融化(hua)過程(cheng)一般包(bao)括(kuo)熱的(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長大(da)等(deng)一系(xi)列物理化(hua)學變化(hua)的(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過程。用(yong)水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石的主要成分是氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作為原料(liao)時有一個脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包(bao)括兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)熱分(fen)(fen)解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)主要成(cheng)分(fen)(fen)是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電熔(rong)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨粉末添加(jia)物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電熔(rong)爐(lu)起動過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)(zai)三電極(ji)(石(shi)墨電極(ji))的下端用石(shi)墨粉末鋪成(cheng)三角形或星形導線路，在(zai)(zai)通電過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)受熱(re)燒損或完(wan)全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)(li)子(zi)和氧(yang)(yang)離(li)(li)子(zi)在強電(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下(xia)，克(ke)服單(dan)晶體中的(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)(neng)自由運動的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也(ye)就(jiu)(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(du)(熔(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)(jiu)會由固體變(bian)成液體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這一(yi)過(guo)(guo)程(cheng)中需(xu)消耗大量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消耗的(de)(de)比例如(ru)下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)成熱(re)(re)(re)消耗值(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以(yi)看出，在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)