電(dian)弧(hu)熔爐生產(chan)電(dian)熔氧化鎂的工藝流程主(zhu)要包括：原(yuan)料配料、電(dian)弧(hu)熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分(fen)類(lei)包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐(feng)富的優(you)質(zhi)菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高，又(you)易于(yu)開采，因此，被(bei)廣(guang)泛用作電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的原(yuan)料(liao)。采用菱鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分(fen)解(jie)產生CO2氣體，由(you)于(yu)有大量(liang)氣體從爐內(nei)排出影響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形(xing)成均有不利(li)影響，由于(yu)大量塵料飛損，使物(wu)料損耗和能量消耗增高(gao)，也惡化(hua)了(le)車(che)間生產環境。但由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉(lian)，所以，仍是我國電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)(ling)鎂礦。菱(ling)(ling)鎂礦石中(zhong)氧化(hua)鎂的(de)(de)含(han)量(liang)高(gao)低和化(hua)學成(cheng)分直接影響到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)(de)質量(liang)，同(tong)時在電熔(rong)(rong)過(guo)程(cheng)中(zhong)也直接影響到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂得到的(de)(de)品級(ji)(ji)比(bi)例，因(yin)此(ci)，為了保(bao)證電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)(de)質量(liang)和品級(ji)(ji)比(bi)例，必須對各種(zhong)礦石進(jin)(jin)行(xing)適當的(de)(de)配比(bi)后(hou)進(jin)(jin)行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)(shui)鎂石(shi)的(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂石(shi)中氧化鎂含量高于菱鎂礦石(shi)。它也是一種制造電熔凝(ning)氧化鎂的(de)(de)原料，部分(fen)地區水(shui)(shui)鎂石(shi)的(de)(de)化學成分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂(mei)石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可(ke)以使生產環境得到改善，可(ke)以降低運輸費用(yong)。由(you)于電熔時排出氣體(ti)少，成分也較均勻，對(dui)提(ti)高電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)質(zhi)量有利(li)。

我國有(you)一些(xie)電熔凝氧化(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒氧化(hua)鎂(mei)制成球料入爐電熔。輕燒氧化(hua)鎂(mei)的氧化(hua)鎂(mei)含(han)量達到(dao)(dao)98%，以(yi)此料能生產(chan)出白(bai)色大結晶電熔氧化(hua)鎂(mei)。但由(you)于(yu)成球費(fei)用高，影響生產(chan)成本。目前，有(you)的廠家(jia)采用反射爐輕燒氧化(hua)鎂(mei)，以(yi)一定的粒度加入熔爐電熔，電熔氧化(hua)鎂(mei)的質量比(bi)用菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成本又比(bi)用球料作原料時便宜(yi)，因而得到(dao)(dao)了一定的推(tui)廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要(yao)求(qiu)，有時必(bi)(bi)須(xu)在電(dian)熔過程(cheng)中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔原料(liao)(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔原料(liao)(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處理海水和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可以制(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取(qu)方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)(liao)生產電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(er)(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)長大(da)。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)界(jie)(jie)運(yun)動(dong)所(suo)需(xu)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正比，所(suo)以必(bi)(bi)須(xu)提(ti)高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離(li)開(kai)第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)繼續(xu)運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必(bi)(bi)須(xu)變形，第(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒長大(da)的(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了(le)降低電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的顯氣(qi)孔率，也應盡量(liang)減少原料氧化(hua)鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此，采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著(zhu)優點(dian)。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂單晶(jing)的化(hua)學原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是(shi)同(tong)原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)力(li)學本性如離子(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離子(zi)的(de)(de)電位數(shu)值(zhi)，離子(zi)的(de)(de)電子(zi)外層結構(gou)等(deng)相(xiang)關聯。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)離子(zi)尺寸、質(zhi)量(liang)和(he)電荷、陽離子(zi)和(he)陰離子(zi)之間的(de)(de)結合特性和(he)強度、離子(zi)的(de)(de)極化(hua)(hua)作用、結晶(jing)構(gou)造等(deng)決定它(ta)是(shi)一(yi)高(gao)熔點化(hua)(hua)合物。

氧化(hua)鎂的熔點和結構(gou)參數：陽離子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數6;有效(xiao)配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)(de)(de)最重要過(guo)(guo)(guo)程是由各(ge)種鎂(mei)(mei)(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)(guo)各(ge)種形(xing)式的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)(re)方法(fa)產生高(gao)溫(wen)使鎂(mei)(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)成(cheng)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)體。要使氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)融(rong)，必須消(xiao)耗大(da)量的(de)(de)(de)熱(re)(re)能，以克(ke)服離(li)子(zi)間的(de)(de)(de)引(yin)力。通(tong)過(guo)(guo)(guo)強大(da)電(dian)弧(hu)產生高(gao)溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)方法(fa)叫(jiao)做電(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程一(yi)般包(bao)括熱(re)(re)的(de)(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程。

①脫水(shui)(shui)過(guo)程。用水(shui)(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)鎂石的主要成分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦作為原料(liao)時有一(yi)個脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)包括兩個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石的熱分(fen)解(jie)，菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石的主要成分(fen)是碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面，由于在電(dian)熔過程(cheng)中往往在原料氧化鎂中加入石(shi)墨粉末(mo)添(tian)加物(助劑)，在電(dian)熔爐起動過程(cheng)中需在三電(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨粉末(mo)鋪成(cheng)三角形(xing)或星形(xing)導線路(lu)，在通電(dian)過程(cheng)中受熱燒(shao)損或完全(quan)燃(ran)燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化過程(cheng)(cheng)。熔化過程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)子和氧(yang)(yang)(yang)(yang)離(li)子在強電(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)的熱(re)能(neng)作用(yong)下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的晶(jing)格能(neng)的束縛，變(bian)(bian)成能(neng)自由(you)運(yun)動的過程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)加熱(re)到一定溫(wen)度(du)(熔點)就會由(you)固體(ti)(ti)變(bian)(bian)成液體(ti)(ti)，叫熔化。在這(zhe)一過程(cheng)(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗大(da)量的電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者對用(yong)水鎂(mei)石作原料(liao)生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的熱(re)平衡的衡算，熱(re)消(xiao)耗的比例如下(xia)：氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)消(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成熱(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻水耗熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的水耗熱(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數(shu)據可(ke)以看出，在電(dian)(dian)熔