電弧熔(rong)爐生(sheng)產電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的工(gong)藝流程主要包(bao)括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優(you)質菱(ling)鎂礦石，氧化鎂含(han)量(liang)高(gao)，又(you)易于開采，因此，被廣泛用(yong)(yong)作電熔(rong)氧化鎂的(de)原料。采用(yong)(yong)菱(ling)鎂石作原料，碳酸鎂分(fen)解產生CO2氣體，由于有大量(liang)氣體從爐內排出影響(xiang)著(zhu)電熔(rong)過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有不利影響，由于大(da)量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量(liang)消耗增高(gao)，也(ye)惡化(hua)了車間(jian)生產(chan)環境。但由于優質菱鎂礦石容易(yi)獲得，價格很低廉，所以，仍是我國(guo)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂用得最多(duo)最廣泛的(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)(kuang)。菱鎂礦(kuang)(kuang)石中(zhong)氧化鎂的(de)(de)含量高低和化學成分直(zhi)接影響到(dao)電熔凝(ning)氧化鎂的(de)(de)質(zhi)量，同時在電熔過程中(zhong)也直(zhi)接影響到(dao)電熔凝(ning)氧化鎂得到(dao)的(de)(de)品(pin)級(ji)比例，因此(ci)，為(wei)了(le)保證(zheng)電熔凝(ning)氧化鎂的(de)(de)質(zhi)量和品(pin)級(ji)比例，必須對各種(zhong)礦(kuang)(kuang)石進行(xing)適當的(de)(de)配比后進行(xing)熔煉(lian)。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的遼寧(ning)省水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的礦源非常豐富(fu)，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)含量高(gao)于菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它(ta)也(ye)是(shi)一種制(zhi)造電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的原料，部分(fen)地(di)區水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的化(hua)學成(cheng)分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒氧化(hua)鎂作為電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂原料(liao)，可(ke)以(yi)使生產(chan)環(huan)境得到改善，可(ke)以(yi)降低(di)運輸(shu)費(fei)用。由于(yu)電熔(rong)(rong)時(shi)排出氣體少，成(cheng)分(fen)也較均勻，對(dui)提高電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂質(zhi)量(liang)有利。

我國有一些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料入(ru)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達(da)到98%，以(yi)此料能生產(chan)出(chu)白色大結(jie)晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由(you)于成(cheng)球費(fei)用(yong)(yong)(yong)高，影(ying)響(xiang)生產(chan)成(cheng)本(ben)。目前，有的(de)廠家采(cai)用(yong)(yong)(yong)反射爐(lu)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一定的(de)粒(li)度(du)加入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本(ben)又比用(yong)(yong)(yong)球料作(zuo)原料時便宜(yi)，因而得到了(le)一定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求(qiu)，有時必(bi)須(xu)在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中采(cai)(cai)用燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如采(cai)(cai)用海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一般首先利用處(chu)理(li)海水和石灰(hui)乳(ru)作(zuo)用生產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他(ta)方法也可(ke)以制(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法)，采(cai)(cai)用輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)原(yuan)料(liao)(liao)生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)(wei)，極少(shao)量(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶體(ti)的(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響晶粒(li)的(de)長大(da)。因為(wei)(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用在于(yu)增加晶界(jie)運動所(suo)需的(de)能(neng)量(liang)。當晶界(jie)與第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶體(ti)能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積成正比，所(suo)以必(bi)須(xu)提高晶界(jie)能(neng)，晶界(jie)才(cai)能(neng)離開(kai)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續(xu)運動。并且當晶界(jie)與第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)晶界(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多(duo)，晶粒(li)長大(da)的(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了(le)降低電(dian)熔(rong)凝氧化鎂的顯氣孔(kong)率，也(ye)應盡(jin)量減少原(yuan)料氧化鎂的氣體排出，因此，采用燒結鎂砂電(dian)熔(rong)有其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的量(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的電位數(shu)值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的電子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)相關聯。而氧(yang)化鎂的離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量(liang)和(he)(he)電荷(he)、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的結(jie)合特性(xing)和(he)(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的極(ji)化作用(yong)、結(jie)晶構造等(deng)決(jue)定它是一高熔點(dian)化合物。

氧(yang)化鎂的(de)熔(rong)點(dian)(dian)和結(jie)構參數：陽離(li)子半(ban)(ban)徑0.074mm;陰離(li)子半(ban)(ban)徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數6;有(you)效配位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要過(guo)程是由各種鎂(mei)質(zhi)原(yuan)料(liao)，通(tong)過(guo)各種形式的(de)(de)加熱(re)方法產(chan)生(sheng)高溫使鎂(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要使氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)，必須消(xiao)耗大量的(de)(de)熱(re)能(neng)，以克服離(li)子間的(de)(de)引力(li)。通(tong)過(guo)強(qiang)大電弧(hu)產(chan)生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)法。這個(ge)融(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等(deng)一系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。用水鎂石作(zuo)原(yuan)料有(you)一(yi)脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。水鎂石的主要成(cheng)分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦作(zuo)為原料時有一(yi)個(ge)脫碳(tan)(tan)過(guo)程，脫碳(tan)(tan)過(guo)程包括兩個(ge)方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的(de)熱分解(jie)，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的(de)主要成分是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電熔過(guo)程(cheng)中往往在(zai)(zai)原料氧(yang)化鎂中加(jia)入石墨粉(fen)末(mo)(mo)添加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)電熔爐起(qi)動過(guo)程(cheng)中需在(zai)(zai)三電極(石墨電極)的(de)下端用石墨粉(fen)末(mo)(mo)鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線(xian)路(lu)，在(zai)(zai)通電過(guo)程(cheng)中受(shou)熱(re)燒損(sun)或完全燃(ran)燒除去(qu)石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)(mei)離(li)子和(he)氧(yang)離(li)子在(zai)強電弧產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)(re)能作(zuo)用下(xia)，克服(fu)單晶體(ti)中的(de)晶格(ge)能的(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能自由運動的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫(wen)度(du)(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)(guo)程(cheng)中需(xu)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)電能。據(ju)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比例(li)如(ru)下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)(lu)殼(ke)的(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)可(ke)以看出，在(zai)電熔(rong)(rong)