電弧(hu)熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的(de)工(gong)藝流程主(zhu)要包(bao)括：原料配料、電弧(hu)熔(rong)融、破碎(sui)、選(xuan)別、粉(fen)碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的優(you)質菱鎂礦石，氧化鎂含量(liang)高，又易于(yu)開(kai)采，因此，被廣泛用作電(dian)熔氧化鎂的原料。采用菱鎂石作原料，碳(tan)酸鎂分解產生CO2氣體(ti)，由于(yu)有大量(liang)氣體(ti)從爐內排出(chu)影響著電(dian)熔過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂的結晶(jing)帶的形成均有不利影響，由于大量(liang)塵料飛損，使物料損耗和能(neng)量(liang)消耗增高，也惡化(hua)了(le)車間生產環(huan)境(jing)。但由于優質菱鎂礦(kuang)石(shi)容易獲得，價(jia)格很低(di)廉，所以(yi)，仍是(shi)我國(guo)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂用得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)的含(han)量(liang)高低和(he)化學成分直(zhi)接影(ying)響到(dao)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的質量(liang)，同時在電熔(rong)(rong)過程中也直(zhi)接影(ying)響到(dao)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)得到(dao)的品(pin)級(ji)比(bi)例，因此，為了保(bao)證(zheng)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的質量(liang)和(he)品(pin)級(ji)比(bi)例，必須對(dui)各(ge)種礦石(shi)進(jin)行適當的配比(bi)后進(jin)行熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水鎂(mei)石。我國的(de)遼寧省水鎂(mei)石的(de)礦源非常豐富，水鎂(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石。它也是一(yi)種制造(zao)電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)原料(liao)，部分(fen)地區水鎂(mei)石的(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石的化(hua)學成分(fen)/%

③輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂。以輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂作為電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂原料，可以使(shi)生(sheng)產(chan)環境得(de)到(dao)改善，可以降低運(yun)輸費用。由于(yu)電熔(rong)時排(pai)出氣體少，成分也較(jiao)均(jun)勻(yun)，對提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂質量有利。

我國(guo)有(you)一(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球料入爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以此料能生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費用高，影響生產成(cheng)(cheng)本。目(mu)前，有(you)的(de)廠家(jia)采(cai)用反射爐(lu)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)粒(li)度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用球料作(zuo)原料時便宜，因而得到(dao)了一(yi)定的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了(le)某些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要求，有時(shi)必(bi)須在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一般首(shou)先(xian)利用(yong)(yong)處理海水(shui)和(he)石灰乳作用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法也可以(yi)制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方(fang)法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)(wei)原(yuan)料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認(ren)為(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)在(zai)于增加(jia)晶(jing)界運(yun)動(dong)所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)界與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所(suo)以(yi)必(bi)須提高晶(jing)界能(neng)，晶(jing)界才(cai)能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)界與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)界必(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)(liang)愈多，晶(jing)粒長(chang)大的(de)(de)(de)極限(xian)尺寸(cun)愈小。

另一方面(mian)為了降低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的顯(xian)(xian)氣孔率，也應盡量減少原料氧(yang)化鎂(mei)(mei)的氣體排出(chu)，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂電熔(rong)有其顯(xian)(xian)著(zhu)優點(dian)。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)和分子(zi)的量子(zi)力學本性如離(li)(li)(li)子(zi)半徑(jing)的尺(chi)寸，離(li)(li)(li)子(zi)的電(dian)位數(shu)值，離(li)(li)(li)子(zi)的電(dian)子(zi)外(wai)層結(jie)(jie)構(gou)等相(xiang)關聯。而(er)氧化鎂的離(li)(li)(li)子(zi)尺(chi)寸、質量和電(dian)荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)(li)子(zi)之間的結(jie)(jie)合特性和強度、離(li)(li)(li)子(zi)的極(ji)化作用、結(jie)(jie)晶(jing)構(gou)造等決定它是(shi)一高(gao)熔點化合物。

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

電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂制造的最重要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)是由(you)各(ge)種鎂質原料，通過(guo)(guo)各(ge)種形式的加(jia)熱方法(fa)產(chan)生高溫(wen)使鎂質材(cai)料(MgO)熔化(hua)，變成氧化(hua)鎂熔體。要(yao)使氧化(hua)鎂熔融(rong)，必須消耗大量的熱能，以克服離子(zi)間(jian)的引力。通過(guo)(guo)強大電(dian)弧產(chan)生高溫(wen)而熔化(hua)氧化(hua)鎂的方法(fa)叫(jiao)做電(dian)弧熔融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般包括熱的傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)、析晶、晶體長大等一系列物理化(hua)學變化(hua)的過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過程(cheng)。用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料有一脫水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)(mei)石的主(zhu)要(yao)成分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱鎂礦(kuang)作為原料時有(you)一個(ge)脫碳過程，脫碳過程包括兩(liang)個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是(shi)菱鎂礦(kuang)石(shi)的熱(re)分(fen)解，菱鎂礦(kuang)石(shi)的主要成(cheng)分(fen)是(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電熔過(guo)(guo)(guo)程中(zhong)往往在(zai)原(yuan)料氧(yang)化鎂(mei)中(zhong)加(jia)入石(shi)墨粉末添加(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)電熔爐起動過(guo)(guo)(guo)程中(zhong)需(xu)在(zai)三電極(石(shi)墨電極)的(de)下(xia)端用石(shi)墨粉末鋪(pu)成三角形或星形導線路，在(zai)通電過(guo)(guo)(guo)程中(zhong)受熱燒損(sun)或完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)(mei)離(li)(li)子和氧(yang)離(li)(li)子在強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單晶體中的(de)晶格能(neng)的(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由(you)運動的(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是(shi)說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)點(dian))就(jiu)會由(you)固體變(bian)成(cheng)液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這一過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中需消耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)比(bi)例如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)晶體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面(mian)散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據可以看出(chu)，在電(dian)(dian)熔(rong)