電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的(de)工藝流程主要包(bao)括：原(yuan)料配料、電弧熔(rong)融(rong)、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分類(lei)包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質(zhi)菱鎂礦石，氧化鎂含(han)量高，又易(yi)于(yu)開采，因此，被廣(guang)泛用作(zuo)電熔氧化鎂的(de)原料(liao)。采用菱鎂石作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂分解(jie)產生CO2氣體，由于(yu)有大(da)量氣體從爐內排出影響著(zhu)電熔過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)的結晶帶(dai)的形(xing)成(cheng)均有(you)不利影響，由(you)于大量(liang)塵料(liao)飛(fei)損，使物(wu)料(liao)損耗(hao)和能量(liang)消(xiao)耗(hao)增(zeng)高，也惡化(hua)(hua)了(le)車間生產環境。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍(reng)是我國電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)用得最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含量高低(di)和(he)化學(xue)成(cheng)分直接影(ying)響到電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量，同時在(zai)電熔(rong)過(guo)程(cheng)中(zhong)也直接影(ying)響到電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)得到的(de)品(pin)級比例，因此，為了保證電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量和(he)品(pin)級比例，必須對各種礦石進行適當(dang)的(de)配(pei)比后進行熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)含量(liang)高于(yu)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它也(ye)是一(yi)種制(zhi)造電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的原料，部分地(di)區水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的化學成分見表2。

表2水鎂石(shi)的(de)化學成分/%

③輕燒氧化鎂。以(yi)(yi)輕燒氧化鎂作為電(dian)熔氧化鎂原(yuan)料，可以(yi)(yi)使生(sheng)產環(huan)境得到改善，可以(yi)(yi)降低運(yun)輸費用。由于電(dian)熔時排(pai)出(chu)氣體少(shao)，成分(fen)也較均勻，對提高電(dian)熔氧化鎂質(zhi)量有利。

我國有一些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)成球(qiu)(qiu)料入(ru)爐(lu)電熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)此料能(neng)生產出白(bai)色大結晶(jing)電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由(you)于成球(qiu)(qiu)費用(yong)高，影響生產成本。目前，有的(de)(de)廠(chang)家(jia)采用(yong)反射(she)爐(lu)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)一定的(de)(de)粒度(du)加入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量比用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石好，成本又比用(yong)球(qiu)(qiu)料作原料時便(bian)宜，因而得到(dao)了一定的(de)(de)推廣。

④燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求(qiu)，有時(shi)必(bi)須在電(dian)(dian)熔過程(cheng)中采(cai)用(yong)(yong)燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原料，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原料，一(yi)般首(shou)先利用(yong)(yong)處(chu)理海水和石(shi)灰(hui)乳作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒成輕(qing)(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可以制得輕(qing)(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲(si)脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)(wei)，極少量的(de)雜(za)質氣(qi)體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于(yu)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所需的(de)能量。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)能量降低，其降低量與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所以必(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離開(kai)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且(qie)當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形(xing)，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)極限尺寸(cun)愈(yu)小。

另一方(fang)面為了降低電熔(rong)凝氧化鎂的顯(xian)氣孔(kong)率，也應盡(jin)量減少原(yuan)料氧化鎂的氣體排(pai)出，因此(ci)，采用(yong)燒結鎂砂(sha)電熔(rong)有其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)是(shi)同(tong)原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力(li)學(xue)本性(xing)(xing)如離子(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸(cun)，離子(zi)的(de)(de)電位數(shu)值，離子(zi)的(de)(de)電子(zi)外層結(jie)構等(deng)相(xiang)關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離子(zi)尺寸(cun)、質量和電荷、陽離子(zi)和陰(yin)離子(zi)之(zhi)間(jian)的(de)(de)結(jie)合(he)特性(xing)(xing)和強(qiang)度(du)、離子(zi)的(de)(de)極化(hua)作(zuo)用(yong)、結(jie)晶(jing)構造等(deng)決定它是(shi)一高(gao)熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)點和結(jie)構參數：陽離(li)子半(ban)徑0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位(wei)數6;有(you)效配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂制造的最重要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)是由(you)各(ge)種(zhong)鎂質(zhi)原料(liao)(liao)，通(tong)(tong)過(guo)(guo)各(ge)種(zhong)形式的加熱方法產(chan)生高(gao)溫(wen)使鎂質(zhi)材料(liao)(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)體。要(yao)使氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)融，必須消耗大(da)量的熱能，以(yi)克服離子間的引(yin)力。通(tong)(tong)過(guo)(guo)強大(da)電弧產(chan)生高(gao)溫(wen)而熔(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的方法叫(jiao)做電弧熔(rong)融法。這個(ge)融化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般(ban)包(bao)括熱的傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體長大(da)等一(yi)系列物(wu)理化(hua)學(xue)變化(hua)的過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水過程(cheng)。用水鎂(mei)石作原料有一(yi)脫水過程(cheng)。水鎂(mei)石的主(zhu)要成(cheng)分是(shi)氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂礦作為原料時有一(yi)個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包(bao)括兩(liang)個方面。一(yi)方面是(shi)菱鎂礦石的(de)熱(re)分(fen)解(jie)，菱鎂礦石的(de)主要成分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在(zai)(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石墨粉(fen)末(mo)(mo)添(tian)加物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔(rong)(rong)爐(lu)起動過程(cheng)中(zhong)(zhong)需在(zai)(zai)(zai)三電(dian)極(石墨電(dian)極)的下端用(yong)石墨粉(fen)末(mo)(mo)鋪成三角形或星形導線(xian)路，在(zai)(zai)(zai)通電(dian)過程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂中鎂離(li)子和氧(yang)離(li)子在(zai)強(qiang)電(dian)弧產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作用下，克服單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)(neng)(neng)自由運動(dong)的(de)(de)過程(cheng)。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂加(jia)熱(re)(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由固(gu)體(ti)變(bian)成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂生(sheng)(sheng)(sheng)產者對用水鎂石作原料生(sheng)(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比(bi)例如(ru)下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值15.3%，散(san)(san)砂生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)值7.9%，爐子表面散(san)(san)熱(re)(re)值6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損失(shi)值3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)