電弧(hu)熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化(hua)鎂的工(gong)藝流程主要包括：原料配料、電弧(hu)熔(rong)融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優(you)質菱鎂礦石，氧(yang)化鎂含量高，又易于(yu)(yu)開采(cai)，因此，被廣泛(fan)用(yong)作電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的原料。采(cai)用(yong)菱鎂石作原料，碳酸(suan)鎂分解(jie)產生CO2氣體(ti)，由于(yu)(yu)有大(da)量氣體(ti)從爐內排出影響著電(dian)熔(rong)過程(cheng)的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)的結晶帶的形成均有不利影(ying)響，由于(yu)大量(liang)塵(chen)料(liao)飛損，使物(wu)料(liao)損耗和能量(liang)消耗增高(gao)，也惡化了車(che)間生產環境。但由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易獲(huo)得(de)，價格很低廉，所以，仍是(shi)我(wo)國電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)用(yong)得(de)最多最廣泛(fan)的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)含量高低和化(hua)學成分直(zhi)接影(ying)響到(dao)(dao)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量，同時在電熔(rong)過程中也直(zhi)接影(ying)響到(dao)(dao)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到(dao)(dao)的(de)(de)品級比例，因此(ci)，為了保證電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量和品級比例，必須對(dui)各種礦石進行(xing)適當的(de)(de)配比后(hou)進行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)。我(wo)國的(de)(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)礦(kuang)源非常豐(feng)富，水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種制(zhi)造電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)原(yuan)料，部分地區(qu)水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)學(xue)成分見(jian)表2。

表(biao)2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒(shao)氧化鎂(mei)。以輕燒(shao)氧化鎂(mei)作為電熔氧化鎂(mei)原料，可以使生產環境(jing)得到改善，可以降低運(yun)輸費用。由(you)于電熔時排出氣(qi)體少，成分也較(jiao)均勻，對(dui)提高電熔氧化鎂(mei)質量有(you)利。

我國(guo)有一些(xie)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料(liao)(liao)入(ru)爐電(dian)熔。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量達(da)到98%，以此料(liao)(liao)能生產出白色大結晶電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成(cheng)球費(fei)用高，影響生產成(cheng)本。目前，有的(de)廠(chang)家(jia)采用反射(she)爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以一定的(de)粒(li)度加入(ru)熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量比用菱(ling)鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又比用球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而得(de)到了(le)一定的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求，有(you)時(shi)必須在電(dian)熔過程(cheng)中采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔原料，如采用(yong)(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電(dian)熔原料，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處理海(hai)水和(he)石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生(sheng)產氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方法也可以(yi)制得(de)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取(qu)方法)，采用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料生(sheng)產電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認(ren)為(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)雜質(zhi)(zhi)氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)(yu)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)長(chang)大(da)。因為(wei)雜質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于(yu)(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界運動(dong)所需的(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低(di)(di)，其(qi)降低(di)(di)量(liang)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成正(zheng)比，所以(yi)必須提高晶(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界才能(neng)離開(kai)第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并(bing)且當晶(jing)(jing)(jing)界與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)界必須變形，第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大(da)的(de)極(ji)限尺寸愈(yu)(yu)小。

另一方面為了(le)降低電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)顯氣孔率，也(ye)應盡量減少原(yuan)料氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氣體(ti)排出，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其(qi)顯著(zhu)優(you)點。

⑤電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)和(he)分子(zi)的量子(zi)力學本(ben)性(xing)如(ru)離子(zi)半徑的尺寸(cun)，離子(zi)的電位數(shu)值，離子(zi)的電子(zi)外(wai)層結構等相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的離子(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量和(he)電荷(he)、陽離子(zi)和(he)陰離子(zi)之間的結合(he)特性(xing)和(he)強度(du)、離子(zi)的極化(hua)作用、結晶(jing)構造等決定它是一(yi)高熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參數：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數6;有(you)效(xiao)配(pei)位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)最重(zhong)要過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂質原(yuan)料(liao)，通過(guo)(guo)(guo)各(ge)種形(xing)式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法產(chan)生高(gao)溫使(shi)鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗(hao)大量的(de)(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)(de)引(yin)力。通過(guo)(guo)(guo)強(qiang)大電弧產(chan)生高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這個(ge)融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱(re)的(de)(de)傳導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大等(deng)一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。用(yong)水鎂石(shi)作原料有(you)一(yi)脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。水鎂石(shi)的主要(yao)成分是(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)。用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)作為原料時有一個脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)包括兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂(mei)礦(kuang)石的(de)熱(re)分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石的(de)主要成(cheng)分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在電熔(rong)過程中往往在原(yuan)料氧化鎂中加入(ru)石(shi)墨粉(fen)(fen)末(mo)添加物(助劑)，在電熔(rong)爐(lu)起動過程中需在三電極(石(shi)墨電極)的下端(duan)用(yong)石(shi)墨粉(fen)(fen)末(mo)鋪成三角形或(huo)星(xing)形導線路，在通電過程中受熱燒(shao)損(sun)或(huo)完全(quan)燃燒(shao)除去(qu)石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過程(cheng)(cheng)。熔(rong)化過程(cheng)(cheng)即(ji)氧化鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)子和氧離(li)子在強電弧產(chan)生的(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作用(yong)下(xia)，克服單晶體中(zhong)的(de)晶格(ge)能(neng)(neng)(neng)的(de)束(shu)縛，變成能(neng)(neng)(neng)自(zi)由(you)運動(dong)的(de)過程(cheng)(cheng)。也(ye)就是說(shuo)，氧化鎂(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體變成液體，叫熔(rong)化。在這一(yi)過程(cheng)(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大量的(de)電能(neng)(neng)(neng)。據(ju)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)生產(chan)者對用(yong)水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料生產(chan)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)熱(re)(re)平(ping)衡(heng)(heng)的(de)衡(heng)(heng)算(suan)，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)比例如下(xia)：氧化鎂(mei)晶體生成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生成熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計(ji)數據(ju)可以(yi)看出(chu)，在電熔(rong)