電(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐(feng)富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高，又(you)易于開采，因此(ci)，被廣泛用作電熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)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，由于有(you)大(da)量(liang)氣體從爐(lu)內排(pai)出影響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂(mei)的結晶帶的形(xing)成均有(you)不利影響，由于大量(liang)塵料飛損，使物(wu)料損耗(hao)和能(neng)量(liang)消耗(hao)增高，也惡化了車間生產(chan)環(huan)境。但(dan)由于優質(zhi)菱鎂(mei)礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍(reng)是我國電熔氧(yang)化鎂(mei)用得(de)最多最廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量高低和化學(xue)成分(fen)直接影響到電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量，同時在電(dian)熔過程中也(ye)直接影響到電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)得到的(de)(de)品級比例(li)，因此，為了保證電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量和品級比例(li)，必須對各(ge)種礦(kuang)石進(jin)行(xing)適當的(de)(de)配比后進(jin)行(xing)熔煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)(mei)礦石。它(ta)也是一種制造(zao)電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)化(hua)學成(cheng)分見表(biao)2。

表2水鎂石的(de)化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)原(yuan)料，可(ke)以使生產環境(jing)得到改善，可(ke)以降低運輸費用。由于(yu)電(dian)熔時排(pai)出氣體少(shao)，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有(you)一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成球料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量達到98%，以此料(liao)能生產出(chu)白色大結晶(jing)電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球費用(yong)(yong)高(gao)，影響生產成本(ben)。目前，有(you)的(de)(de)(de)廠家采(cai)用(yong)(yong)反射爐(lu)輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以一定(ding)的(de)(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)質量比用(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又比用(yong)(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了一定(ding)的(de)(de)(de)推廣。

④燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為了某些電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的特(te)(te)殊要求，有(you)時(shi)(shi)必(bi)(bi)須(xu)在電(dian)熔過程中采(cai)用(yong)(yong)燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作為電(dian)熔原料，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂作為電(dian)熔原料，一般(ban)首先利用(yong)(yong)處理海水(shui)和石灰乳作用(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可以(yi)制得輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的制取(qu)方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為原料生產(chan)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)(te)爾(er)(Ruttere)等研究(jiu)認(ren)為，極(ji)少量的雜(za)質(zhi)氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的雜(za)質(zhi)，可明顯影響(xiang)晶(jing)粒的長(chang)大。因(yin)為雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的作用(yong)(yong)在于增(zeng)加(jia)晶(jing)界運(yun)動(dong)所需(xu)的能(neng)(neng)量。當晶(jing)界與(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)體能(neng)(neng)量降低(di)，其降低(di)量與(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比，所以(yi)必(bi)(bi)須(xu)提(ti)高晶(jing)界能(neng)(neng)，晶(jing)界才能(neng)(neng)離(li)開第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續(xu)運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)界與(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的晶(jing)界必(bi)(bi)須(xu)變形，第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈(yu)多(duo)，晶(jing)粒長(chang)大的極(ji)限(xian)尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降(jiang)低電熔凝氧化(hua)鎂的顯氣孔率，也應盡(jin)量減(jian)少原(yuan)料(liao)氧化(hua)鎂的氣體排出，因此，采用燒(shao)結鎂砂電熔有(you)其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的(de)化(hua)學原料(liao)質(zhi)量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性(xing)是(shi)同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量子(zi)力學(xue)本性(xing)如離(li)子(zi)半徑(jing)的(de)尺(chi)寸，離(li)子(zi)的(de)電位(wei)數值(zhi)，離(li)子(zi)的(de)電子(zi)外層(ceng)結(jie)構(gou)等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電荷(he)、陽(yang)離(li)子(zi)和(he)陰離(li)子(zi)之間的(de)結(jie)合(he)特(te)性(xing)和(he)強(qiang)度、離(li)子(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構(gou)造等(deng)決定它(ta)是(shi)一高熔點化(hua)合(he)物(wu)。

氧(yang)化鎂的熔點和(he)結構參(can)數(shu)：陽離(li)子(zi)(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離(li)子(zi)(zi)半(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)制造的(de)最重要過程(cheng)(cheng)(cheng)是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料，通過各(ge)種(zhong)形式(shi)的(de)加熱方法產(chan)生(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化，變(bian)成氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)融，必須(xu)消耗大量的(de)熱能，以克(ke)服離子間的(de)引力(li)。通過強大電弧(hu)產(chan)生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)化氧(yang)化鎂(mei)的(de)方法叫做(zuo)電弧(hu)熔(rong)融法。這個融化過程(cheng)(cheng)(cheng)一般包括熱的(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)化、析晶、晶體長大等一系(xi)列物理化學變(bian)化的(de)過程(cheng)(cheng)(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)作原料(liao)有一脫水(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)主要(yao)成分(fen)是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原料時有一(yi)個脫碳(tan)(tan)過(guo)程，脫碳(tan)(tan)過(guo)程包括(kuo)兩個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的主要成(cheng)分(fen)是(shi)碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在原(yuan)料氧(yang)化鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉(fen)(fen)末添加物(助(zhu)劑)，在電(dian)熔爐起動過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需在三電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的(de)下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)(fen)末鋪成三角形或星形導線路(lu)，在通電(dian)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒(shao)損或完(wan)全(quan)燃(ran)燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)(yang)離(li)子(zi)在強電(dian)(dian)弧(hu)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)能作用下，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)能自由運動的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一(yi)(yi)定溫度(熔點)就會由固體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔化(hua)。在這(zhe)一(yi)(yi)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)平(ping)衡(heng)的(de)(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可(ke)以(yi)看出，在電(dian)(dian)熔