電(dian)弧熔爐生(sheng)產電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的工藝流程主(zhu)要包括：原(yuan)料配料、電(dian)弧熔融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石，氧化鎂(mei)含量高，又易于(yu)開采，因此(ci)，被廣泛用作電熔氧化鎂(mei)的原料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)石作原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣體，由于(yu)有大(da)量氣體從(cong)爐內(nei)排出影響(xiang)著電熔過(guo)程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響，由于(yu)(yu)大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗(hao)和能量消(xiao)耗(hao)增(zeng)高，也(ye)惡化了車間生(sheng)產環境(jing)。但(dan)由于(yu)(yu)優(you)質(zhi)菱(ling)鎂礦石容易(yi)獲得，價格(ge)很低(di)廉，所以，仍是我國電熔氧化鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和化(hua)學成分直接影響到電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同(tong)時在電熔過程中也直接影響到電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得(de)到的(de)品(pin)級(ji)比(bi)例，因(yin)此，為了保證電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品(pin)級(ji)比(bi)例，必須對(dui)各種礦(kuang)石進(jin)行適(shi)當的(de)配(pei)比(bi)后(hou)進(jin)行熔煉(lian)。

②水鎂石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水鎂石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐富(fu)，水鎂石(shi)(shi)中氧化鎂含量(liang)高于菱鎂礦石(shi)(shi)。它也是一(yi)種制造電(dian)熔(rong)凝氧化鎂的(de)原料，部分地(di)區水鎂石(shi)(shi)的(de)化學成(cheng)分見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)原料(liao)，可以使生產(chan)環境得(de)到(dao)改善，可以降低運輸費用(yong)。由于(yu)電(dian)熔(rong)(rong)時(shi)排(pai)出氣體(ti)少(shao)，成分(fen)也較均勻(yun)，對提(ti)高電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)質量有利。

我國有(you)一些電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂以(yi)輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂制成(cheng)球料入爐電熔(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂的(de)氧化(hua)鎂含量(liang)(liang)達到98%，以(yi)此(ci)料能生(sheng)產出白色大(da)結(jie)晶電熔(rong)氧化(hua)鎂。但由于成(cheng)球費用高，影響(xiang)生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前，有(you)的(de)廠家采(cai)用反射(she)爐輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂，以(yi)一定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧化(hua)鎂的(de)質量(liang)(liang)比用菱鎂礦石好，成(cheng)本(ben)又比用球料作原料時便宜(yi)，因而得到了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂砂。為了某些(xie)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)特殊(shu)要求(qiu)，有時必須(xu)(xu)(xu)在電(dian)(dian)熔過程中采(cai)用燒(shao)(shao)結(jie)鎂砂作(zuo)為電(dian)(dian)熔原料(liao)，如采(cai)用海水(shui)鎂砂作(zuo)為電(dian)(dian)熔原料(liao)，一般首先利用處理海水(shui)和石灰乳作(zuo)用生產氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。用其他(ta)方法(fa)也可(ke)以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(詳見(jian)工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)制取(qu)方法(fa))，采(cai)用輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂作(zuo)為原料(liao)生產電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長大(da)(da)。因為雜質(zhi)相(xiang)的(de)(de)作(zuo)用在于增加晶(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體能量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與第(di)二(er)(er)相(xiang)橫(heng)(heng)截面積成正比，所以必須(xu)(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才能離開第(di)二(er)(er)相(xiang)繼續運動。并(bing)且當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，與第(di)二(er)(er)相(xiang)橫(heng)(heng)截面積相(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須(xu)(xu)(xu)變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長大(da)(da)的(de)(de)極(ji)限尺寸(cun)愈(yu)小。

另一(yi)方(fang)面為了降低電熔凝氧化鎂的顯(xian)氣孔率，也應盡量減(jian)少原料氧化鎂的氣體(ti)排(pai)出，因此，采用燒結鎂砂電熔有(you)其(qi)顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同(tong)原子和分子的量(liang)子力學(xue)本性(xing)如離(li)子半(ban)徑的尺寸(cun)，離(li)子的電(dian)位數值，離(li)子的電(dian)子外層結構(gou)等(deng)相關聯。而(er)氧(yang)化鎂的離(li)子尺寸(cun)、質量(liang)和電(dian)荷、陽(yang)離(li)子和陰(yin)離(li)子之間的結合特(te)性(xing)和強度、離(li)子的極化作用、結晶構(gou)造(zao)等(deng)決(jue)定它是一高熔點化合物。

氧(yang)化鎂的熔(rong)點和結構參數(shu)(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)(wei)數(shu)(shu)6;有效配位(wei)(wei)數(shu)(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)制造(zao)的最(zui)重要過(guo)(guo)程是由各種鎂(mei)質(zhi)(zhi)原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各種形式(shi)的加熱方法(fa)產(chan)生高(gao)溫(wen)使(shi)鎂(mei)質(zhi)(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化，變成氧化鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要使(shi)氧化鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)融，必須(xu)消(xiao)耗(hao)大(da)量的熱能，以克服離子間的引力(li)。通(tong)過(guo)(guo)強大(da)電(dian)(dian)弧產(chan)生高(gao)溫(wen)而熔(rong)(rong)(rong)化氧化鎂(mei)的方法(fa)叫(jiao)做電(dian)(dian)弧熔(rong)(rong)(rong)融法(fa)。這(zhe)個融化過(guo)(guo)程一般包(bao)括熱的傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化、析晶、晶體長大(da)等(deng)一系列物理化學變化的過(guo)(guo)程。

①脫水過程(cheng)。用水鎂(mei)石(shi)(shi)作原料有一(yi)脫水過程(cheng)。水鎂(mei)石(shi)(shi)的主要成分是氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程(cheng)(cheng)。用菱鎂礦作(zuo)為(wei)原料(liao)時有(you)一個脫碳(tan)(tan)過程(cheng)(cheng)，脫碳(tan)(tan)過程(cheng)(cheng)包(bao)括兩個方面。一方面是菱鎂礦石的(de)熱(re)分(fen)解，菱鎂礦石的(de)主要成分(fen)是碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉(fen)(fen)末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端(duan)用石(shi)墨(mo)粉(fen)(fen)末(mo)鋪成三(san)角形或星形導(dao)線路(lu)，在(zai)通電(dian)過程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去(qu)石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)(sheng)的熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克服單晶體(ti)(ti)中的晶格(ge)能(neng)的束縛，變成能(neng)自由(you)運動的過(guo)(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(du)(熔(rong)(rong)點)就會由(you)固體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在這(zhe)一過(guo)(guo)程(cheng)中需消耗(hao)(hao)(hao)大(da)量(liang)的電(dian)能(neng)。據(ju)(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產者(zhe)對用(yong)水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的熱(re)(re)(re)(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)的比例(li)如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表(biao)面散(san)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數(shu)據(ju)(ju)可以看(kan)出，在電(dian)熔(rong)(rong)