電(dian)弧熔(rong)爐生(sheng)產電(dian)熔(rong)氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)(liang)高，又易(yi)于開采(cai)，因此(ci)，被(bei)廣(guang)泛(fan)用(yong)(yong)作電熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料。采(cai)用(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)石(shi)作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由于有大量(liang)(liang)氣體從爐內排出影(ying)響著電熔過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂的結晶帶的形(xing)成均有不利(li)影響，由于大(da)量塵料飛損，使(shi)物(wu)料損耗(hao)和(he)能(neng)量消耗(hao)增高(gao)，也惡化了車間生產環境。但由于優質菱鎂礦石容易(yi)獲(huo)得，價格很低廉，所以(yi)，仍是我國電熔氧(yang)化鎂用(yong)得最(zui)多(duo)最(zui)廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)含(han)量(liang)高低(di)和(he)化學成分直接影響到(dao)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)，同(tong)時在電熔(rong)過程中(zhong)也直接影響到(dao)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)得(de)到(dao)的(de)(de)品級(ji)比例，因此，為了保證電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)和(he)品級(ji)比例，必須對各種礦(kuang)石進(jin)行適當的(de)(de)配比后進(jin)行熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我(wo)國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)礦源(yuan)非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)礦石(shi)。它(ta)也(ye)是一(yi)種(zhong)制造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以(yi)使生(sheng)產環境(jing)得到改善，可以(yi)降(jiang)低運輸費用(yong)。由于電(dian)熔時排出氣體少，成分也較均(jun)勻，對提(ti)高電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國(guo)有(you)一些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球料入(ru)(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)達到(dao)98%，以(yi)此料能生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由(you)于成球費用(yong)高(gao)，影(ying)響生產成本。目前，有(you)的(de)廠家采用(yong)反射(she)爐(lu)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定(ding)的(de)粒度加入(ru)(ru)熔(rong)(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本又比(bi)用(yong)球料作原料時便(bian)宜，因而(er)得到(dao)了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂。為了某些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊要求(qiu)，有時必須在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，如采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，一(yi)般首先利(li)用(yong)(yong)處理海水(shui)和(he)石灰乳(ru)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法也可(ke)(ke)以(yi)制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取方(fang)法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為原(yuan)(yuan)料(liao)生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為，極(ji)少量的(de)(de)雜(za)質氣(qi)體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的(de)(de)雜(za)質，可(ke)(ke)明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)長大。因為雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需(xu)的(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能(neng)量降(jiang)低(di)(di)，其降(jiang)低(di)(di)量與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)成(cheng)正比(bi)，所以(yi)必須提(ti)高(gao)晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續運動(dong)。并且當晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為了降低電熔凝氧化鎂的顯氣孔(kong)率，也應盡量減少原料氧化鎂的氣體排出，因此，采用(yong)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(yuan)料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)是同(tong)原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學本性(xing)如(ru)離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸、質量和電荷(he)、陽離(li)子(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合(he)(he)特性(xing)和強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結(jie)晶構造等決定它是一高熔點化合(he)(he)物(wu)。

氧化鎂的熔(rong)點和結構參(can)數(shu)：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)(de)(de)最重要過程是由各種鎂(mei)(mei)(mei)質原料(liao)，通(tong)過各種形式的(de)(de)(de)加熱方法(fa)產生高溫使鎂(mei)(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變(bian)(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗(hao)大量的(de)(de)(de)熱能，以(yi)克服離子間的(de)(de)(de)引力。通(tong)過強(qiang)大電(dian)弧(hu)產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)方法(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)法(fa)。這個(ge)融(rong)化(hua)(hua)過程一般包括熱的(de)(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大等一系列(lie)物理化(hua)(hua)學變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過程。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石(shi)作原料(liao)有一(yi)脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石(shi)的主要(yao)成分是(shi)(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程。用菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原(yuan)料時(shi)有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程包括(kuo)兩(liang)個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)的(de)熱分(fen)解，菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)的(de)主要成分(fen)是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過程(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原(yuan)料(liao)氧(yang)化鎂中加(jia)入石(shi)墨粉末添加(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過程(cheng)中需在(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)墨電(dian)極)的(de)下端用(yong)石(shi)墨粉末鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)(zai)通電(dian)過程(cheng)中受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程。熔(rong)化過(guo)程即氧化鎂中(zhong)鎂離子(zi)和氧離子(zi)在(zai)(zai)強電(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)能作用下，克(ke)服單晶體(ti)(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格(ge)能的(de)(de)(de)束(shu)縛，變成能自由運動的(de)(de)(de)過(guo)程。也就是(shi)說，氧化鎂加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)到(dao)一(yi)(yi)定溫度(du)(熔(rong)點(dian))就會由固體(ti)(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)(ti)，叫(jiao)熔(rong)化。在(zai)(zai)這一(yi)(yi)過(guo)程中(zhong)需(xu)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂生(sheng)產(chan)(chan)者對用水鎂石(shi)作原料生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)平(ping)衡(heng)(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如(ru)下：氧化鎂晶體(ti)(ti)(ti)生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼(ke)的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表(biao)面散熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據可(ke)以看出(chu)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)