電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的(de)工藝流程主要包括：原(yuan)料(liao)配(pei)料(liao)、電(dian)弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量高，又易于(yu)開采(cai)(cai)，因此，被廣泛用作電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的原料。采(cai)(cai)用菱鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生(sheng)CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量氣(qi)體從爐內排出影響著電(dian)熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)(mei)的結(jie)晶帶的形成均(jun)有(you)不利影響，由于(yu)大量塵料飛損，使物料損耗和(he)能量消耗增高，也惡(e)化了(le)車間生產(chan)環境(jing)。但由于(yu)優質菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲(huo)得(de)，價格很低廉，所(suo)以，仍是我國電熔氧化鎂(mei)(mei)用(yong)得(de)最多(duo)最廣泛的原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)高低和(he)化(hua)學成分直接影(ying)響到電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)，同時(shi)在電(dian)(dian)熔(rong)過程中也(ye)直接影(ying)響到電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到的(de)品級(ji)比例，因(yin)此，為了保(bao)證電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)和(he)品級(ji)比例，必須對(dui)各種礦(kuang)石進行適當(dang)的(de)配比后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原(yuan)料，部分地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)化(hua)學成(cheng)分見(jian)表(biao)2。

表2水(shui)鎂石的化(hua)學(xue)成分/%

③輕燒氧化鎂(mei)。以輕燒氧化鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)原料，可以使(shi)生產(chan)環(huan)境得到改善，可以降低(di)運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排(pai)出氣體(ti)少，成分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)質量有利。

我國有一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到(dao)98%，以此料(liao)能生(sheng)產(chan)出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響(xiang)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)。目前，有的(de)廠家(jia)采用(yong)反射爐輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本(ben)又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因(yin)而(er)得到(dao)了一(yi)定的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂。為(wei)了(le)某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特殊要(yao)求，有時(shi)(shi)必須在電(dian)熔(rong)過程中采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂作為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如(ru)采用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)砂作為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處理海水和石(shi)灰乳作用(yong)(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將氫(qing)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)(yong)其他(ta)方(fang)法(fa)也(ye)可(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)(de)制取方(fang)法(fa))，采用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作為(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量的(de)(de)(de)雜質氣(qi)體(ti)(相(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜質，可(ke)明(ming)顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長(chang)大。因為(wei)雜質相(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)(de)能量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能量降低(di)，其降低(di)量與第二(er)(er)相(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所以(yi)必須提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離開(kai)第二(er)(er)相(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)，與第二(er)(er)相(xiang)橫截面積相(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變(bian)形，第二(er)(er)相(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)(de)極限(xian)尺寸愈小。

另一(yi)方(fang)面為(wei)了降(jiang)低電熔凝氧(yang)化鎂的顯氣孔(kong)率，也應盡量減少(shao)原料氧(yang)化鎂的氣體排出，因此，采用燒結鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學原料質(zhi)量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)和分子(zi)的(de)量子(zi)力學本性如離子(zi)半徑的(de)尺寸，離子(zi)的(de)電位數值，離子(zi)的(de)電子(zi)外層結構(gou)等(deng)(deng)相關聯。而氧(yang)化鎂的(de)離子(zi)尺寸、質(zhi)量和電荷、陽離子(zi)和陰離子(zi)之間的(de)結合特(te)性和強度、離子(zi)的(de)極(ji)化作(zuo)用、結晶(jing)構(gou)造等(deng)(deng)決定它(ta)是一(yi)高(gao)熔點化合物。

氧化(hua)鎂的熔(rong)(rong)點(dian)和結(jie)構(gou)參(can)數：陽離子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重(zhong)要過(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)各(ge)種形(xing)式(shi)的(de)(de)加熱方法(fa)產(chan)生(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必(bi)須消耗大(da)量的(de)(de)熱能，以克服離子(zi)間的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強大(da)電弧(hu)產(chan)生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法(fa)叫做(zuo)電弧(hu)熔(rong)(rong)融法(fa)。這個(ge)融化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱的(de)(de)傳導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一(yi)系(xi)列物理(li)化(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過程(cheng)(cheng)。用(yong)水(shui)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料(liao)有一(yi)脫水(shui)過程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)。用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)作為(wei)原料時有一(yi)個脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)，脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個方面。一(yi)方面是(shi)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)的熱(re)分解，菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)的主要成分是(shi)碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)電(dian)熔過程(cheng)(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)原料氧(yang)化鎂中加(jia)入石墨(mo)粉末添加(jia)物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過程(cheng)(cheng)中需在(zai)三電(dian)極(ji)(石墨(mo)電(dian)極(ji))的(de)下端用石墨(mo)粉末鋪成三角形或星形導線(xian)路，在(zai)通電(dian)過程(cheng)(cheng)中受熱燒(shao)損(sun)或完(wan)全燃燒(shao)除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過程。熔化(hua)過程即氧化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在強電(dian)(dian)弧產生的(de)(de)熱(re)(re)(re)能作用下，克服單晶體(ti)中的(de)(de)晶格能的(de)(de)束(shu)縛(fu)，變(bian)成能自由運動的(de)(de)過程。也(ye)就(jiu)是說，氧化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔點(dian))就(jiu)會由固體(ti)變(bian)成液(ye)體(ti)，叫熔化(hua)。在這(zhe)(zhe)一(yi)過程中需消(xiao)耗大量(liang)的(de)(de)電(dian)(dian)能。據(ju)電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)生產者對用水(shui)鎂(mei)石作原料生產電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)比例如(ru)下：氧化(hua)鎂(mei)晶體(ti)生成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生成熱(re)(re)(re)耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)(zhe)些統計(ji)數據(ju)可以看出，在電(dian)(dian)熔