電(dian)弧(hu)熔爐(lu)生產電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)工藝流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧(hu)熔融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁(ci)選、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐(feng)富的優質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易于開采，因此，被廣泛用(yong)作電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料。采用(yong)菱鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料，碳(tan)酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由于有(you)大量(liang)氣體從爐內排出影響(xiang)著電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)結(jie)晶帶的(de)形成(cheng)均有不(bu)利影響(xiang)，由(you)于(yu)大(da)量塵料飛損，使物料損耗和能量消耗增高，也(ye)惡化(hua)(hua)了(le)車(che)間生產環境(jing)。但由(you)于(yu)優質(zhi)菱(ling)鎂礦石容(rong)易獲得，價格很低(di)廉，所以(yi)，仍(reng)是(shi)我國(guo)電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂用(yong)得最多(duo)最廣(guang)泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦(kuang)。菱(ling)鎂礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)含(han)量(liang)高低(di)和化(hua)學(xue)成分直(zhi)(zhi)接影(ying)響(xiang)到電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時在(zai)電(dian)(dian)熔過程中(zhong)也直(zhi)(zhi)接影(ying)響(xiang)到電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂得到的(de)(de)品(pin)級(ji)比(bi)例(li)，因(yin)此，為了保證電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)和品(pin)級(ji)比(bi)例(li)，必須(xu)對各種(zhong)礦(kuang)石進行適當的(de)(de)配比(bi)后(hou)進行熔煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)。我(wo)國的(de)遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)礦源非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)中氧化鎂(mei)含量(liang)高(gao)于(yu)菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)(shi)。它也(ye)是一(yi)種制造電熔凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)原料，部(bu)分地(di)區水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)化學成分見(jian)表2。

表(biao)2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂。以(yi)(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂作為電熔氧(yang)(yang)化鎂原料，可以(yi)(yi)使(shi)生產環境得到改善，可以(yi)(yi)降低運輸(shu)費用。由于電熔時排出氣體少，成分也較均勻，對提高電熔氧(yang)(yang)化鎂質量有利。

我國有(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能生產出白色大(da)結(jie)晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用高，影響生產成(cheng)本。目前，有(you)的廠家采用反射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的質量(liang)比(bi)用菱鎂(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本又比(bi)用球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而得到(dao)了一(yi)定(ding)的推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些(xie)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)特殊(shu)要求，有時(shi)必(bi)須在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程中采用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，如采用(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，一般首先(xian)利用(yong)處理海水和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方法也可(ke)以制(zhi)(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)取方法)，采用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)，極少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)(de)長大(da)。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)界運動所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)能量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面積(ji)成(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)界才能離開第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界必(bi)須變(bian)形，第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈(yu)(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)(de)(de)極限尺寸(cun)愈(yu)(yu)小。

另一方面為(wei)了降(jiang)低電熔凝氧(yang)化鎂的(de)顯氣(qi)孔率(lv)，也應盡量減少(shao)原料(liao)氧(yang)化鎂的(de)氣(qi)體排出，因此，采用燒(shao)結鎂砂電熔有其(qi)顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原(yuan)料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)(jie)構等相關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)(jie)合特(te)性(xing)和(he)強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化作(zuo)用、結(jie)(jie)晶構造等決(jue)定它是一高熔點(dian)化合物。

氧化鎂的熔點(dian)和結(jie)構(gou)參數：陽離(li)子半徑0.074mm;陰(yin)離(li)子半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配(pei)(pei)位(wei)數6;有效(xiao)配(pei)(pei)位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的最(zui)重要過(guo)程(cheng)是由(you)各種(zhong)(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料，通過(guo)各種(zhong)(zhong)形式(shi)的加熱(re)方法產生高(gao)(gao)溫(wen)使(shi)鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)(rong)，必須消耗大量的熱(re)能(neng)，以克服離子(zi)間的引力。通過(guo)強(qiang)大電弧產生高(gao)(gao)溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的方法叫做電弧熔(rong)融(rong)(rong)法。這個(ge)融(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱(re)的傳導(dao)、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大等(deng)一系列物理化(hua)(hua)(hua)學(xue)變(bian)化(hua)(hua)(hua)的過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石作(zuo)原料有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石的主要成(cheng)分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原料(liao)時有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)包括兩個(ge)方面。一方面是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在電(dian)(dian)(dian)熔過程(cheng)中往往在原料(liao)氧化鎂中加(jia)入石(shi)(shi)墨粉末添加(jia)物(助劑(ji))，在電(dian)(dian)(dian)熔爐起動(dong)過程(cheng)中需在三(san)電(dian)(dian)(dian)極(石(shi)(shi)墨電(dian)(dian)(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨粉末鋪成三(san)角形(xing)或星(xing)形(xing)導線路，在通電(dian)(dian)(dian)過程(cheng)中受熱燒損(sun)或完全燃燒除去(qu)石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過(guo)(guo)程。熔化(hua)過(guo)(guo)程即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)(li)子(zi)(zi)和氧(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)在(zai)(zai)強電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)能作用下(xia)，克服(fu)單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)晶格能的(de)(de)(de)(de)(de)束(shu)縛，變成(cheng)(cheng)能自由運動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔點)就會由固體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔化(hua)。在(zai)(zai)這(zhe)一過(guo)(guo)程中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)(de)(de)衡(heng)算(suan)，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)比例(li)如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表(biao)面散(san)熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能損失(shi)值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據可以看出，在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)熔