電(dian)弧熔(rong)爐(lu)生(sheng)產電(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝(yi)流(liu)程主要包(bao)括：原(yuan)料配(pei)料、電(dian)弧熔(rong)融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的優質菱鎂(mei)礦(kuang)石，氧(yang)化鎂(mei)含量高，又易(yi)于開采(cai)，因此(ci)，被廣泛用作電熔氧(yang)化鎂(mei)的原(yuan)料。采(cai)用菱鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于有大(da)量氣(qi)體從(cong)爐內(nei)排出影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成(cheng)均有不利影響，由于大量(liang)塵料(liao)飛損，使(shi)物料(liao)損耗和能(neng)量(liang)消(xiao)耗增(zeng)高，也惡化(hua)(hua)了車(che)間生產環境。但由于優質菱(ling)鎂礦石容(rong)易獲得，價格(ge)很低廉(lian)，所以，仍是(shi)我國電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量高低和化(hua)學成分直接影響到電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量，同(tong)時在電熔(rong)過程中也(ye)直接影響到電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)品(pin)級(ji)比例，因此，為了保證電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量和品(pin)級(ji)比例，必(bi)須對(dui)各種礦(kuang)石(shi)進行適當的(de)配(pei)比后進行熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)。我國(guo)的(de)遼寧省(sheng)水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量高(gao)于菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種制造電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料(liao)，部分地(di)區水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)化(hua)學成分見(jian)表2。

表2水鎂(mei)石的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧化鎂(mei)(mei)。以輕燒氧化鎂(mei)(mei)作為電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)原料(liao)，可(ke)以使生產環境得到改善，可(ke)以降(jiang)低運輸費用。由于電熔(rong)時(shi)排出(chu)氣體少，成分也(ye)較均勻，對提高電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)質(zhi)量有利。

我國有(you)一些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂以輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂制成球料(liao)(liao)(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂含(han)量(liang)達到(dao)98%，以此料(liao)(liao)(liao)能生產出白色大(da)結(jie)晶(jing)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。但由于成球費用(yong)高，影響生產成本。目前(qian)，有(you)的(de)(de)(de)廠家采(cai)用(yong)反射爐(lu)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂，以一定的(de)(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)比(bi)用(yong)菱(ling)鎂礦石(shi)好，成本又(you)比(bi)用(yong)球料(liao)(liao)(liao)作原料(liao)(liao)(liao)時便宜，因而得到(dao)了一定的(de)(de)(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為了(le)某些電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要(yao)求，有時必須在(zai)電熔過程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電熔原料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電熔原料(liao)，一(yi)般首先利用(yong)(yong)處理海水(shui)和石灰(hui)乳(ru)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他(ta)方法(fa)也可(ke)以制(zhi)得(de)輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為原料(liao)生(sheng)產電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為，極(ji)(ji)少量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的(de)(de)雜(za)質，可(ke)明(ming)顯影(ying)響(xiang)晶(jing)粒(li)的(de)(de)長大。因為雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增(zeng)加晶(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所(suo)需(xu)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)(liang)(liang)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)成(cheng)正比，所(suo)以必須提高晶(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)(jie)才(cai)能(neng)離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并(bing)且當晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)必須變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)(liang)(liang)愈多(duo)，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)極(ji)(ji)限(xian)尺寸愈小。

另(ling)一方面為了降低電熔凝氧化鎂的顯(xian)氣孔率，也(ye)應盡(jin)量減(jian)少原料氧化鎂的氣體排出(chu)，因此，采用燒結(jie)鎂砂(sha)電熔有其(qi)顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶(jing)的化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電位數(shu)值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和(he)(he)(he)電荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和(he)(he)(he)陰(yin)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特性(xing)(xing)和(he)(he)(he)強(qiang)度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等決(jue)定它是一高(gao)熔點化(hua)合物。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點(dian)和結構(gou)參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構(gou)類型(xing)NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂制(zhi)造的(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程是(shi)由(you)各種鎂質原料，通過(guo)(guo)各種形式的(de)加熱方法(fa)產(chan)生(sheng)高溫使(shi)鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要(yao)使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必須(xu)消耗大量的(de)熱能，以(yi)克服離子間(jian)的(de)引力。通過(guo)(guo)強大電弧產(chan)生(sheng)高溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)融法(fa)。這(zhe)個融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大等(deng)一系列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料有(you)一脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的主要(yao)成分是氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂礦(kuang)作(zuo)為原料時有(you)一(yi)個(ge)脫碳過(guo)程(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)包括(kuo)兩個(ge)方面(mian)(mian)。一(yi)方面(mian)(mian)是菱(ling)鎂礦(kuang)石的熱分解(jie)，菱(ling)鎂礦(kuang)石的主要成(cheng)分是碳酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在電熔過程中往(wang)往(wang)在原(yuan)料(liao)氧化鎂中加(jia)(jia)入(ru)石(shi)(shi)墨(mo)粉末添加(jia)(jia)物(助(zhu)劑)，在電熔爐(lu)起動過程中需在三(san)電極(石(shi)(shi)墨(mo)電極)的下(xia)端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末鋪成三(san)角形(xing)或星形(xing)導線路，在通電過程中受熱燒(shao)損或完(wan)全燃燒(shao)除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克服單晶體中的(de)晶格能(neng)(neng)的(de)束(shu)縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由運動的(de)過程(cheng)。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(du)(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由固(gu)體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)過程(cheng)中需消(xiao)耗大量的(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)石作原(yuan)料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)耗的(de)比(bi)例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)水(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些(xie)統(tong)計(ji)數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)