電(dian)弧熔爐生產(chan)電(dian)熔氧化鎂的工藝流程主要包括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔融、破(po)碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優(you)質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含(han)量高，又易于(yu)開采，因此，被(bei)廣泛用作電熔氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料。采用菱鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于(yu)有(you)大量氣體從爐內排(pai)出影響著(zhu)電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的結晶帶的形成均有不(bu)利影(ying)響，由于(yu)大量(liang)塵料(liao)飛損，使(shi)物料(liao)損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)了(le)車間生產環境(jing)。但(dan)由于(yu)優質菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石容易獲得，價(jia)格很低廉，所以，仍是我(wo)國電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)用得最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣(guang)泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中氧化(hua)鎂的含量(liang)高(gao)低(di)和化(hua)學成分直(zhi)接(jie)影響到電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂的質量(liang)，同時在(zai)電(dian)熔過程中也直(zhi)接(jie)影響到電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂得到的品級比(bi)例，因此，為了保(bao)證電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂的質量(liang)和品級比(bi)例，必須對(dui)各(ge)種礦(kuang)石進行適當(dang)的配比(bi)后進行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它(ta)也是一(yi)種制造電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料(liao)，部(bu)分地(di)區水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)學成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化鎂作為電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂原料，可(ke)以(yi)使(shi)生產(chan)環境得到(dao)改善，可(ke)以(yi)降(jiang)低運(yun)輸費用。由于電(dian)熔(rong)(rong)時(shi)排出(chu)氣體少，成(cheng)分(fen)也較均(jun)勻，對(dui)提高電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂質量(liang)有利(li)。

我國(guo)有(you)一些(xie)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以(yi)(yi)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含(han)量(liang)達到98%，以(yi)(yi)此料(liao)(liao)能生(sheng)產(chan)出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費用(yong)高，影(ying)響(xiang)生(sheng)產(chan)成本。目(mu)前，有(you)的(de)廠家采(cai)用(yong)反射爐(lu)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以(yi)(yi)一定的(de)粒度加(jia)入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)好(hao)，成本又比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因(yin)而得到了一定的(de)推廣。

④燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂。為了某些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要(yao)求，有時必須在(zai)電熔(rong)過程中采(cai)(cai)用燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電熔(rong)原料，如采(cai)(cai)用海水(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電熔(rong)原料，一般(ban)首先利用處理海水(shui)和(he)石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)用生(sheng)產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其他方法(fa)也可以制得輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)(cai)用輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為原料生(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究認(ren)為，極少量的(de)(de)(de)雜質(zhi)氣體(相)也屬于(yu)晶(jing)體的(de)(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)粒的(de)(de)(de)長大(da)。因為雜質(zhi)相的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用在(zai)于(yu)增加晶(jing)界運動(dong)所(suo)(suo)需(xu)的(de)(de)(de)能量。當晶(jing)界與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相相遇時，晶(jing)體能量降低(di)，其降低(di)量與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相橫截面積成正比，所(suo)(suo)以必須提高晶(jing)界能，晶(jing)界才能離(li)開第(di)(di)二(er)(er)相繼(ji)續運動(dong)。并且當晶(jing)界與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相相遇時，與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相橫截面積相等的(de)(de)(de)晶(jing)界必須變形，第(di)(di)二(er)(er)相數(shu)量愈多(duo)，晶(jing)粒長大(da)的(de)(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了降(jiang)低(di)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂的顯氣(qi)孔率，也應盡量減(jian)少原料(liao)氧(yang)化鎂的氣(qi)體(ti)排出，因此(ci)，采用燒結(jie)鎂砂電(dian)熔(rong)有其(qi)顯著優點(dian)。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶的化學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性是同(tong)原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本(ben)性如離(li)子(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)子(zi)的(de)(de)電子(zi)外層結(jie)構(gou)等相(xiang)關聯(lian)。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)離(li)子(zi)尺寸、質量和電荷、陽離(li)子(zi)和陰離(li)子(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特(te)性和強度、離(li)子(zi)的(de)(de)極化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶(jing)構(gou)造等決定(ding)它是一高(gao)熔點化(hua)合物(wu)。

氧化鎂的(de)熔點和結構參(can)數(shu)：陽離(li)子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要過(guo)(guo)程(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料，通(tong)過(guo)(guo)各種(zhong)形(xing)式的(de)(de)加熱方法產生高溫(wen)使鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔化(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔體(ti)。要使氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔融(rong)(rong)，必須消(xiao)耗(hao)大(da)量(liang)的(de)(de)熱能，以克服離子間(jian)的(de)(de)引力(li)。通(tong)過(guo)(guo)強大(da)電(dian)弧產生高溫(wen)而熔化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方法叫做電(dian)弧熔融(rong)(rong)法。這個融(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱的(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔化(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等一(yi)系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水過(guo)(guo)程(cheng)。用水鎂石作原料有一脫水過(guo)(guo)程(cheng)。水鎂石的主要成(cheng)分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱鎂礦作為原(yuan)料時有一個脫碳過程，脫碳過程包(bao)括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂礦石(shi)的熱(re)分解，菱鎂礦石(shi)的主要(yao)成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在電(dian)(dian)(dian)熔過程中往(wang)(wang)往(wang)(wang)在原(yuan)料(liao)氧(yang)化鎂中加入石(shi)(shi)(shi)墨粉末添加物(助劑)，在電(dian)(dian)(dian)熔爐起動過程中需(xu)在三(san)電(dian)(dian)(dian)極(石(shi)(shi)(shi)墨電(dian)(dian)(dian)極)的下端用石(shi)(shi)(shi)墨粉末鋪成三(san)角形或星形導線路，在通電(dian)(dian)(dian)過程中受熱燒損或完全燃燒除(chu)去石(shi)(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)(yang)(yang)離(li)子(zi)在(zai)強電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克服(fu)單晶體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)束(shu)縛，變成(cheng)(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自由運(yun)動的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)點)就會(hui)由固體(ti)變成(cheng)(cheng)(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需消耗(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生產(chan)(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石作原料生產(chan)(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼(ke)的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)散(san)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)