電(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)工(gong)藝流程主要包括：原(yuan)料配料、電(dian)弧熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐(feng)富的優質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高(gao)，又易于開采，因此，被廣泛用作電熔氧化鎂(mei)的原料。采用菱鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣(qi)體，由(you)于有大量氣(qi)體從爐(lu)內排出影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均(jun)有不利影(ying)響，由于大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和(he)能量消耗增高，也惡化(hua)(hua)了車(che)間生產環境。但由于優質菱鎂礦(kuang)石容易獲(huo)得，價格很(hen)低廉，所以，仍是我國電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的含量(liang)高低(di)和化(hua)學成(cheng)分(fen)直接(jie)(jie)影(ying)響到電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的質量(liang)，同時在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)也直接(jie)(jie)影(ying)響到電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)得到的品級(ji)比例，因此，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的質量(liang)和品級(ji)比例，必(bi)須(xu)對各種(zhong)礦石(shi)進(jin)行適當的配比后進(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的(de)(de)遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)(de)礦(kuang)源非常豐(feng)富(fu)，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是(shi)一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)原(yuan)料，部分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)成分見表2。

表2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以(yi)(yi)使生產環境得到(dao)改(gai)善，可以(yi)(yi)降低運輸(shu)費用。由于電熔(rong)時排出(chu)氣體少(shao)，成分(fen)也較均(jun)勻，對提高電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質(zhi)量有(you)利。

我(wo)國(guo)有一些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂以(yi)(yi)輕燒氧(yang)(yang)化鎂制成(cheng)球料入(ru)爐電(dian)熔。輕燒氧(yang)(yang)化鎂的(de)氧(yang)(yang)化鎂含量達到(dao)98%，以(yi)(yi)此(ci)料能(neng)生(sheng)產出白色(se)大結晶電(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂。但由于成(cheng)球費(fei)用(yong)高(gao)，影響生(sheng)產成(cheng)本。目前，有的(de)廠家采用(yong)反射爐輕燒氧(yang)(yang)化鎂，以(yi)(yi)一定(ding)的(de)粒度加入(ru)熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂的(de)質量比用(yong)菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)好(hao)，成(cheng)本又比用(yong)球料作原料時便宜，因而得到(dao)了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了(le)某些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)特(te)殊(shu)要求，有時(shi)(shi)必(bi)須(xu)在電熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用(yong)(yong)海水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先(xian)利用(yong)(yong)處理(li)海水(shui)(shui)和石灰(hui)乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)(fang)法也(ye)可(ke)以(yi)制得(de)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)制取(qu)方(fang)(fang)法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)(de)雜質，可(ke)明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)(de)長(chang)大。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界運動所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成正(zheng)比，所(suo)以(yi)必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界才能(neng)(neng)離開(kai)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并(bing)且當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界必(bi)須(xu)變形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另(ling)一方(fang)面為(wei)了降低電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)顯(xian)氣孔率，也應(ying)盡(jin)量(liang)減少原料氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氣體排出，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂電(dian)熔有(you)其顯(xian)著優點(dian)。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶的化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性是同原子(zi)和(he)(he)分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本性如離(li)子(zi)半徑的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)的(de)(de)電位(wei)數值，離(li)子(zi)的(de)(de)電子(zi)外(wai)層結構等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)尺寸(cun)、質量和(he)(he)電荷、陽離(li)子(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)之間的(de)(de)結合特(te)(te)性和(he)(he)強度、離(li)子(zi)的(de)(de)極化作用、結晶構造等決定(ding)它是一高熔點化合物。

氧化(hua)鎂的(de)熔點(dian)和結構參(can)數(shu)：陽離(li)子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要過程(cheng)是(shi)由各(ge)種鎂(mei)質(zhi)原(yuan)料，通過各(ge)種形式的(de)加熱(re)方法產生高溫使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)，必須(xu)消耗大(da)量的(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)引力。通過強大(da)電弧產生高溫而熔(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)方法叫做(zuo)電弧熔(rong)(rong)融(rong)(rong)法。這個融(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)一般(ban)包(bao)括熱(re)的(de)傳導(dao)、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等一系列(lie)物理(li)化(hua)學(xue)變化(hua)的(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水過(guo)程。用水鎂石(shi)作原(yuan)料有一脫(tuo)(tuo)水過(guo)程。水鎂石(shi)的主要成分(fen)是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用菱鎂(mei)礦作(zuo)為原(yuan)料(liao)時有一(yi)個(ge)脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包括兩個(ge)方面。一(yi)方面是菱鎂(mei)礦石的(de)熱分解，菱鎂(mei)礦石的(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面，由于(yu)在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔過程中往往在(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂(mei)中加入(ru)石墨(mo)粉(fen)末添加物(wu)(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過程中需在(zai)(zai)三電(dian)(dian)極(石墨(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石墨(mo)粉(fen)末鋪成(cheng)三角形或星形導線路(lu)，在(zai)(zai)通電(dian)(dian)過程中受熱燒損或完全(quan)燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)鎂中鎂離(li)子和氧(yang)離(li)子在強電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克服單晶(jing)(jing)(jing)體中的(de)晶(jing)(jing)(jing)格能(neng)的(de)束縛，變(bian)成能(neng)自由(you)運動的(de)過程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(du)(熔(rong)點(dian))就會由(you)固體變(bian)成液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這一過程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂生(sheng)(sheng)產(chan)者對用水鎂石(shi)作原(yuan)料(liao)生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比(bi)例如(ru)下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)鎂晶(jing)(jing)(jing)體生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值7.9%，爐(lu)子表面散熱(re)(re)(re)(re)(re)值6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)損(sun)失值3.2%，從這些統計(ji)數(shu)據(ju)可(ke)以看出，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)