電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類(lei)包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有(you)豐富(fu)的優質菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含(han)量(liang)高，又易于(yu)開(kai)采，因此，被廣泛(fan)用(yong)(yong)作電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料(liao)。采用(yong)(yong)菱鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣體(ti)，由于(yu)有(you)大量(liang)氣體(ti)從爐內排(pai)出影(ying)響著電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形(xing)成(cheng)均有不利影響，由于大量(liang)塵料飛損(sun)，使(shi)物(wu)料損(sun)耗和能量(liang)消耗增高，也(ye)惡化(hua)了車間生產(chan)環(huan)境。但由于優(you)質(zhi)菱鎂礦(kuang)石容易獲得，價格很低(di)廉，所(suo)以，仍是(shi)我國電(dian)熔氧化(hua)鎂用得最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)含量(liang)高低和化(hua)(hua)學成分直接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時(shi)在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)得到的(de)(de)品(pin)級比(bi)例，因此，為了保證(zheng)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)和品(pin)級比(bi)例，必(bi)須對各種礦(kuang)石(shi)進(jin)行(xing)適當的(de)(de)配比(bi)后(hou)進(jin)行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)石。我國的(de)遼寧省水鎂(mei)石的(de)礦源非常(chang)豐(feng)富，水鎂(mei)石中氧化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石。它也是一種制造(zao)電熔凝氧化鎂(mei)的(de)原料(liao)，部分地區水鎂(mei)石的(de)化學成分見表2。

表2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂作為(wei)電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂原(yuan)料，可以(yi)使生產環境得到(dao)改善，可以(yi)降低運輸費用。由(you)于電熔時排出氣體少(shao)，成分也(ye)較均勻(yun)，對提(ti)高(gao)電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂質(zhi)量有利。

我國有一(yi)些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂制成球料入爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂的(de)氧(yang)化鎂含量(liang)(liang)達到98%，以此(ci)料能生(sheng)產出(chu)白色大結(jie)晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂。但由(you)于成球費用(yong)(yong)高，影響生(sheng)產成本。目前，有的(de)廠(chang)家采用(yong)(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂，以一(yi)定的(de)粒(li)度(du)加入熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)質(zhi)量(liang)(liang)比用(yong)(yong)菱鎂礦(kuang)石好，成本又比用(yong)(yong)球料作原料時便宜，因(yin)而得到了一(yi)定的(de)推(tui)廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了(le)某些電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊(shu)要求，有時(shi)(shi)必須(xu)在電熔過(guo)程中采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔原料，如采用(yong)海水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔原料，一般首先利用(yong)處理海水(shui)(shui)和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)生產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成(cheng)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他(ta)方法(fa)也可(ke)以(yi)制(zhi)得輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法(fa))，采用(yong)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料生產(chan)電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認(ren)為(wei)，極(ji)少量的(de)(de)雜(za)(za)質氣體(ti)(相(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)(za)質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)(za)質相(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量降低(di)，其降低(di)量與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)橫截(jie)面積成(cheng)正比，所以(yi)必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才(cai)能(neng)離開第二(er)相(xiang)繼續運(yun)動。并(bing)且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變(bian)形(xing)，第二(er)相(xiang)數量愈(yu)(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈(yu)(yu)小。

另一方面為了降(jiang)低(di)電熔凝氧化(hua)鎂的(de)(de)顯氣孔(kong)率，也應盡量減少原(yuan)料氧化(hua)鎂的(de)(de)氣體排出，因此(ci)，采用燒結鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學(xue)原料質(zhi)量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)是同(tong)原(yuan)子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)位數(shu)值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)外層結構(gou)等(deng)(deng)相(xiang)關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質(zhi)量和(he)電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)結合特性(xing)(xing)和(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用(yong)、結晶構(gou)造等(deng)(deng)決定(ding)它是一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂(mei)的熔點(dian)和(he)結構參數(shu)：陽(yang)離子(zi)(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)制造的(de)最重(zhong)要過程(cheng)是由各種鎂(mei)質原料，通過各種形式(shi)的(de)加熱(re)方法產生(sheng)高溫(wen)使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化，變(bian)成氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)體(ti)(ti)。要使(shi)氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)融，必(bi)須消耗大量的(de)熱(re)能，以克(ke)服離子間的(de)引力。通過強(qiang)大電弧(hu)(hu)產生(sheng)高溫(wen)而熔(rong)化氧(yang)化鎂(mei)的(de)方法叫做電弧(hu)(hu)熔(rong)融法。這(zhe)個(ge)融化過程(cheng)一般包(bao)括熱(re)的(de)傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)(ti)長(chang)大等(deng)一系列物理化學變(bian)化的(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)水過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。用水鎂(mei)石作原料(liao)有一脫(tuo)水過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。水鎂(mei)石的主要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原料時有一個脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)的(de)熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)的(de)主(zhu)要成(cheng)分(fen)是碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面(mian)，由于在(zai)電(dian)熔過程(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)原(yuan)料(liao)氧(yang)化鎂中加(jia)入石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末添(tian)加(jia)物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過程(cheng)中需在(zai)三電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)(mo)(mo)電(dian)極(ji))的(de)下端(duan)用石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末鋪成三角形或星形導線路，在(zai)通電(dian)過程(cheng)中受(shou)熱燒(shao)損(sun)或完全(quan)燃燒(shao)除去(qu)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過程(cheng)。熔化(hua)(hua)過程(cheng)即氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子和氧離(li)子在強電(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)能作(zuo)用下(xia)，克服單晶(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格(ge)能的(de)(de)束縛，變成能自由運動的(de)(de)過程(cheng)。也就是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到(dao)一(yi)定溫度(熔點)就會(hui)由固體變成液體，叫熔化(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)過程(cheng)中(zhong)需(xu)消耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者對用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下(xia)：氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體生(sheng)成熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數(shu)據可以看出，在電(dian)熔