電弧(hu)熔爐(lu)生產電熔氧(yang)化鎂的工(gong)藝流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔融、破碎、選(xuan)(xuan)別、粉(fen)碎、篩別、磁選(xuan)(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐(feng)富的優(you)質菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)，氧化(hua)鎂(mei)含量高(gao)，又(you)易于(yu)開采(cai)，因此，被(bei)廣泛用作電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料(liao)。采(cai)用菱鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由(you)于(yu)有大量氣體從(cong)爐內(nei)排出影(ying)響著電(dian)熔過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化鎂(mei)的結晶帶(dai)的形成均有不利影響，由于(yu)大量塵料(liao)飛損(sun)，使(shi)物(wu)料(liao)損(sun)耗和能量消耗增高，也惡(e)化了車間(jian)生產環境(jing)。但由于(yu)優質(zhi)菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得，價格(ge)很低廉，所(suo)以，仍是我(wo)國電(dian)熔氧化鎂(mei)用得最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)的含量高低和化學成分直接影響到(dao)電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的質量，同(tong)時(shi)在電(dian)熔過程中也直接影響到(dao)電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)得到(dao)的品級比例(li)，因此，為了保證電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的質量和品級比例(li)，必須對(dui)各種礦石進行適當的配比后進行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的(de)遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制(zhi)造(zao)電熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)原料(liao)，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)化學(xue)成分見表2。

表(biao)2水鎂石的(de)化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化鎂。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化鎂作為電(dian)熔氧化鎂原料(liao)，可以(yi)使生產環(huan)境得到改善，可以(yi)降(jiang)低運輸(shu)費用。由于電(dian)熔時排出氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)熔氧化鎂質量有利。

我國有(you)(you)一些(xie)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)(qiu)料(liao)入爐(lu)電熔(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以(yi)此(ci)料(liao)能生產出白色大結晶電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)(qiu)費用(yong)高，影響生產成(cheng)本。目前，有(you)(you)的(de)(de)廠家(jia)采用(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一定的(de)(de)粒(li)度(du)加入熔(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本又(you)比(bi)用(yong)球(qiu)(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而得到(dao)了一定的(de)(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)砂。為了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊要求，有(you)時必(bi)須在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)砂作為電(dian)(dian)熔(rong)原料，如采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)砂作為電(dian)(dian)熔(rong)原料，一般首(shou)先利用(yong)(yong)處理海水(shui)和石(shi)灰乳(ru)作用(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法也可以(yi)制得(de)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取方(fang)法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作為原料生產電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧(ao)絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為，極少量的(de)(de)雜(za)(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶體的(de)(de)雜(za)(za)質，可明顯影響晶粒(li)(li)的(de)(de)長(chang)大。因(yin)為雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)在(zai)于增加晶界(jie)(jie)運動(dong)所(suo)需(xu)的(de)(de)能(neng)(neng)量。當晶界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶體能(neng)(neng)量降(jiang)低，其降(jiang)低量與(yu)第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)(jie)面積成(cheng)正比，所(suo)以(yi)必(bi)須提高晶界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離(li)開第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動(dong)。并且當晶界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)(jie)面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)數量愈多，晶粒(li)(li)長(chang)大的(de)(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為了降低電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的顯氣(qi)孔(kong)率，也應盡量減少(shao)原料氧化(hua)鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)砂(sha)電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學(xue)原(yuan)料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)是同(tong)原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)(xing)如離子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)尺寸，離子(zi)(zi)的(de)電位數值(zhi)，離子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外(wai)層(ceng)結構(gou)等(deng)相關聯(lian)。而氧化鎂的(de)離子(zi)(zi)尺寸、質(zhi)量和(he)電荷、陽離子(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)之間的(de)結合特性(xing)(xing)和(he)強度(du)、離子(zi)(zi)的(de)極(ji)化作(zuo)用、結晶構(gou)造等(deng)決(jue)定(ding)它是一高熔(rong)點化合物(wu)。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點和結(jie)構參數：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)位(wei)數6;有效配(pei)位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)(de)最(zui)重要過(guo)程是由(you)各種鎂(mei)(mei)(mei)質原料，通過(guo)各種形式的(de)(de)加熱方法(fa)產生高溫使鎂(mei)(mei)(mei)質材料(MgO)熔化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔體。要使氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔融(rong)，必須消耗大(da)量(liang)的(de)(de)熱能，以(yi)克服離子間的(de)(de)引力。通過(guo)強(qiang)大(da)電弧產生高溫而熔化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)方法(fa)叫做電弧熔融(rong)法(fa)。這個(ge)融(rong)化(hua)過(guo)程一(yi)般包括(kuo)熱的(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳(tan)、熔化(hua)、析晶、晶體長大(da)等一(yi)系列(lie)物理(li)化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水過程。用水鎂石作(zuo)原(yuan)料有一脫(tuo)水過程。水鎂石的主要成分是氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱鎂礦作為原料(liao)時(shi)有(you)一個脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括兩個方面。一方面是菱鎂礦石(shi)(shi)的(de)熱分解，菱鎂礦石(shi)(shi)的(de)主要成(cheng)分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電熔(rong)過(guo)程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入(ru)石墨(mo)粉末添(tian)加(jia)物(助劑(ji))，在(zai)電熔(rong)爐起動過(guo)程(cheng)中(zhong)需(xu)在(zai)三電極(石墨(mo)電極)的下(xia)端用石墨(mo)粉末鋪(pu)成三角形或星形導(dao)線路，在(zai)通(tong)電過(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂中鎂離(li)子(zi)和氧(yang)(yang)離(li)子(zi)在(zai)強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)作用(yong)下，克服單(dan)晶體(ti)中的(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂加熱(re)到一定溫度(熔點)就(jiu)會由(you)固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)程(cheng)(cheng)中需(xu)消耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂生(sheng)產(chan)者對用(yong)水鎂石作原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)消耗(hao)的(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面(mian)散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據(ju)可(ke)以看(kan)出，在(zai)電(dian)(dian)熔