電(dian)弧熔爐生(sheng)產電(dian)熔氧化(hua)鎂的工藝流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔融、破碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的優質(zhi)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量高，又易于開采(cai)，因(yin)此(ci)，被廣泛用(yong)作電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的原料(liao)。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作原料(liao)，碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內排(pai)出(chu)影響著電熔(rong)過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的結晶(jing)帶(dai)的形成均有不利影響，由(you)于(yu)(yu)大(da)量塵(chen)料(liao)(liao)飛損，使物料(liao)(liao)損耗和能量消(xiao)耗增高，也惡化(hua)了車(che)間生產環(huan)境。但(dan)由(you)于(yu)(yu)優質菱鎂(mei)礦石(shi)容易(yi)獲得(de)，價格(ge)很低廉(lian)，所以(yi)，仍是我國電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的原(yuan)料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的含量高低和(he)化學成(cheng)分直接影響到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的質(zhi)量，同時在電熔(rong)(rong)過(guo)程中也直接影響到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)得(de)到的品(pin)級比例，因此，為了(le)保證電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的質(zhi)量和(he)品(pin)級比例，必須(xu)對各(ge)種礦石進(jin)行適(shi)當的配(pei)比后進(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國(guo)的(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)高(gao)于菱鎂(mei)礦石(shi)。它(ta)也是一種(zhong)制(zhi)造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)原料，部(bu)分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)(de)化(hua)學成分見表2。

表2水(shui)鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧化鎂。以輕(qing)燒氧化鎂作為電(dian)熔(rong)氧化鎂原(yuan)料，可以使(shi)生(sheng)產環(huan)境得到改善，可以降低運輸費(fei)用。由(you)于電(dian)熔(rong)時排出氣體少(shao)，成分也較均勻(yun)，對(dui)提高電(dian)熔(rong)氧化鎂質量有利(li)。

我國(guo)有一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂制成球料(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂的氧(yang)化(hua)鎂含(han)量達到98%，以此料(liao)能生產出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂。但(dan)由于成球費(fei)用高，影響生產成本。目(mu)前，有的廠家(jia)采用反射爐輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂，以一(yi)定(ding)的粒度(du)加入熔(rong)(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂的質量比(bi)用菱(ling)鎂礦石好，成本又比(bi)用球料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜(yi)，因而得(de)到了一(yi)定(ding)的推(tui)廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為了某些電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊(shu)要求，有時(shi)必須在電(dian)(dian)熔過程中(zhong)采用燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔原(yuan)料(liao)，如采用海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔原(yuan)料(liao)，一般(ban)首先利(li)用處理海水(shui)和(he)(he)石灰(hui)乳作(zuo)(zuo)(zuo)用生產氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他方法也可以制得輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法)，采用輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為原(yuan)料(liao)生產電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)(he)拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)(deng)研究認為，極少量(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長大。因為雜質(zhi)相(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用在于增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運(yun)動所(suo)需的(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)能量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)橫截(jie)面積成正比，所(suo)以必須提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能離開(kai)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)等(deng)(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必須變形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)極限尺寸(cun)愈小(xiao)。

另一方面為了降(jiang)低電熔凝氧化鎂(mei)的顯(xian)氣(qi)孔率(lv)，也應(ying)盡量(liang)減少(shao)原料氧化鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此(ci)，采用燒結鎂(mei)砂電熔有(you)其顯(xian)著(zhu)優(you)點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性(xing)(xing)是(shi)同原子和(he)分(fen)子的(de)量子力學本性(xing)(xing)如離(li)(li)(li)(li)子半徑的(de)尺寸，離(li)(li)(li)(li)子的(de)電位數值，離(li)(li)(li)(li)子的(de)電子外層結(jie)構等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)(li)(li)子尺寸、質量和(he)電荷、陽(yang)離(li)(li)(li)(li)子和(he)陰離(li)(li)(li)(li)子之間的(de)結(jie)合特(te)性(xing)(xing)和(he)強度(du)、離(li)(li)(li)(li)子的(de)極化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構造等(deng)決定(ding)它是(shi)一高熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂(mei)的(de)熔(rong)點和結構(gou)參數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位(wei)(wei)數6;有效配位(wei)(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要過(guo)程(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)質原(yuan)料，通過(guo)各種(zhong)形式的(de)加熱(re)方(fang)法產生高(gao)溫(wen)使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必(bi)須消耗大量的(de)熱(re)能，以克服離子(zi)間的(de)引力。通過(guo)強大電(dian)弧產生高(gao)溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法叫做電(dian)弧熔(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般(ban)包括熱(re)的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水過(guo)程。用水鎂石作原料有一脫水過(guo)程。水鎂石的(de)主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程。用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作為原(yuan)料(liao)時有(you)一(yi)個(ge)(ge)脫(tuo)碳過(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)程包括(kuo)兩個(ge)(ge)方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的主要成分(fen)是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由(you)于(yu)在(zai)(zai)(zai)電熔過程中往往在(zai)(zai)(zai)原料(liao)氧(yang)化鎂中加入(ru)石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電熔爐起動過程中需在(zai)(zai)(zai)三電極(ji)(石(shi)(shi)墨(mo)電極(ji))的(de)下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三角形(xing)或星(xing)形(xing)導線路，在(zai)(zai)(zai)通電過程中受(shou)熱燒損或完全燃燒除(chu)去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子和氧(yang)離子在強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱能(neng)(neng)作用下，克服單晶體中(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)束(shu)縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由運動的(de)(de)過程(cheng)。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱到(dao)一定溫(wen)度(熔(rong)點(dian))就(jiu)會(hui)由固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這(zhe)一過程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量(liang)的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者對(dui)用水鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱平衡的(de)(de)衡算，熱消耗(hao)的(de)(de)比(bi)例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體生(sheng)成(cheng)熱消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱耗(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)熱值(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)水耗(hao)熱值(zhi)7.9%，爐子表面散熱值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統(tong)計數據(ju)可以看出，在電(dian)(dian)熔(rong)