電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要包括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含(han)量高，又(you)易于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的原(yuan)料(liao)。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量氣(qi)體從爐內排出影響著電(dian)熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化(hua)(hua)(hua)鎂的結晶帶(dai)的形成均(jun)有(you)不利(li)影(ying)響，由于(yu)大量塵料飛(fei)損，使物料損耗和(he)能(neng)量消(xiao)耗增高，也(ye)惡化(hua)(hua)(hua)了車間生產環境(jing)。但由于(yu)優質菱鎂礦石容易(yi)獲(huo)得，價(jia)格很低(di)廉，所以，仍是我國電熔氧化(hua)(hua)(hua)鎂用(yong)得最多(duo)最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)含量高低(di)和化學成分直(zhi)接影響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)質(zhi)量，同時在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接影響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)得到(dao)的(de)品級(ji)比(bi)(bi)例(li)，因(yin)此，為(wei)了保(bao)證(zheng)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)質(zhi)量和品級(ji)比(bi)(bi)例(li)，必須對各種礦(kuang)石(shi)進行適當(dang)的(de)配比(bi)(bi)后(hou)進行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我國(guo)的(de)遼寧省水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一(yi)種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)原(yuan)料(liao)，部分(fen)地區水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂。以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂作為(wei)電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂原料，可以使(shi)生(sheng)產環(huan)境得到改善，可以降低運輸費用。由于(yu)電(dian)(dian)熔時排出氣(qi)體(ti)少(shao)，成分也較均勻，對提高(gao)電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂質(zhi)量有利。

我國有(you)一(yi)(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)球料入爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量達(da)到(dao)98%，以此料能(neng)生產出白色大結(jie)晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于(yu)成(cheng)球費用高，影(ying)響生產成(cheng)本。目前，有(you)的廠家(jia)采用反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)(yi)定的粒度加(jia)入熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量比用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又比用球料作原(yuan)料時便宜，因而得到(dao)了一(yi)(yi)定的推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特(te)(te)殊要求，有時必(bi)須在電(dian)熔(rong)過(guo)程中采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，如采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，一般(ban)首先利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)生產(chan)氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)(yong)其(qi)他方(fang)法也(ye)可以制得輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方(fang)法)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)，極少量的(de)(de)雜質氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)雜質，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)能(neng)量降低(di)，其(qi)降低(di)量與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積成(cheng)正比，所以必(bi)須提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開(kai)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變(bian)形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一(yi)方面(mian)為了降低電(dian)熔凝氧化鎂(mei)(mei)的顯氣孔率，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)(mei)的氣體排(pai)出，因此，采用燒結鎂(mei)(mei)砂電(dian)熔有其(qi)顯著優(you)點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)學(xue)原(yuan)料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性如(ru)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)(cun)，離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位(wei)數值(zhi)，離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構(gou)等相關聯(lian)。而氧化鎂(mei)的(de)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)(cun)、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰(yin)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)結(jie)合(he)特性和(he)強(qiang)度(du)、離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極化作(zuo)用、結(jie)晶構(gou)造等決定它是一高熔(rong)點化合(he)物。

氧化鎂的(de)熔點和結(jie)構參(can)數：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造(zao)的最重要過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是(shi)由(you)各種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)(guo)各種(zhong)形式的加熱(re)方法(fa)(fa)產生高溫使(shi)鎂(mei)(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔體。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔融，必須消(xiao)耗大(da)量的熱(re)能，以克(ke)服離子間的引力(li)。通過(guo)(guo)強大(da)電(dian)弧(hu)產生高溫而熔化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方法(fa)(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔融法(fa)(fa)。這個(ge)融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)一(yi)般(ban)包括熱(re)的傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂石作(zuo)原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)鎂石的主要成分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用菱鎂礦(kuang)作為原料時有一個脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂礦(kuang)石(shi)的熱分(fen)解，菱鎂礦(kuang)石(shi)的主要成(cheng)分(fen)是碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面，由于(yu)在(zai)(zai)電(dian)熔過(guo)程(cheng)中往(wang)(wang)往(wang)(wang)在(zai)(zai)原料氧化鎂(mei)中加(jia)入石墨粉(fen)(fen)末添加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐起(qi)動過(guo)程(cheng)中需(xu)在(zai)(zai)三(san)(san)電(dian)極(石墨電(dian)極)的(de)下端用(yong)石墨粉(fen)(fen)末鋪成三(san)(san)角(jiao)形(xing)或(huo)星形(xing)導(dao)線路，在(zai)(zai)通電(dian)過(guo)程(cheng)中受熱燒損或(huo)完全燃(ran)燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔化過(guo)程(cheng)。熔化過(guo)程(cheng)即氧(yang)化鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在強電(dian)(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)熱(re)能(neng)(neng)作(zuo)用(yong)下(xia)，克(ke)服單晶體(ti)中(zhong)的(de)晶格能(neng)(neng)的(de)束縛(fu)，變(bian)(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由(you)(you)運動的(de)過(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化鎂(mei)加熱(re)到(dao)一定(ding)溫度(du)(熔點(dian))就(jiu)會(hui)由(you)(you)固(gu)體(ti)變(bian)(bian)成(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔化。在這一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量的(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產者對用(yong)水鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)熱(re)平(ping)衡(heng)的(de)衡(heng)算(suan)，熱(re)消耗(hao)的(de)比例如下(xia)：氧(yang)化鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)(que)水耗(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)(que)爐殼的(de)水耗(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據(ju)可以看出(chu)，在電(dian)(dian)(dian)熔