電弧(hu)熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的工藝(yi)流程主要包(bao)括：原料配料、電弧(hu)熔(rong)融(rong)、破(po)碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又易于開采，因此，被廣泛用(yong)作電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)原料。采用(yong)菱鎂(mei)石(shi)作原料，碳(tan)酸鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于有大量(liang)氣體(ti)從爐內排出影(ying)響著(zhu)電(dian)熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的結晶帶的形成(cheng)均有不(bu)利影響(xiang)，由于(yu)大量(liang)塵(chen)料飛損，使物料損耗和能量(liang)消耗增高(gao)，也惡化(hua)了(le)車間生產環境。但由于(yu)優質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦石容(rong)易獲得(de)(de)，價格很(hen)低廉，所以，仍是(shi)我國電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)用(yong)得(de)(de)最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦(kuang)。菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)中氧化鎂的含量(liang)(liang)高低和化學成分直接影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂的質量(liang)(liang)，同時(shi)在電(dian)熔(rong)過程中也直接影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂得到(dao)的品級比例，因此，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂的質量(liang)(liang)和品級比例，必須對各種礦(kuang)石(shi)進行適當(dang)的配比后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂石(shi)。我國(guo)的遼寧省(sheng)水(shui)鎂石(shi)的礦源非(fei)常豐富，水(shui)鎂石(shi)中氧化鎂含量高于(yu)菱鎂礦石(shi)。它也是(shi)一種制(zhi)造電熔凝(ning)氧化鎂的原(yuan)料，部分(fen)地(di)區水(shui)鎂石(shi)的化學成分(fen)見表2。

表(biao)2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂。以輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂作為電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂原料，可以使生產環(huan)境得到改善，可以降低運輸費用(yong)。由于電(dian)熔時排出氣體(ti)少，成分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂質量(liang)有利。

我國有一些電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)(yi)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)(liao)入爐電熔。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)(yi)此料(liao)(liao)能生產出白色大結(jie)晶電熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于(yu)成球(qiu)費用高，影響生產成本。目前，有的廠家采用反射爐輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)(yi)一定(ding)的粒度加入熔爐電熔，電熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本又比用球(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而得到了一定(ding)的推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)了(le)某(mou)些(xie)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特殊要求，有時(shi)必(bi)須(xu)在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程中采用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料，如采用(yong)海水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料，一般首先利用(yong)處(chu)理(li)海水和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)其他方(fang)法(fa)(fa)也(ye)可(ke)以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制(zhi)取方(fang)法(fa)(fa))，采用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)，極少量的(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)體的(de)雜(za)質，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)粒的(de)長大(da)。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)(zai)于(yu)增(zeng)加晶(jing)界(jie)(jie)運動所需的(de)能量。當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體能量降低(di)，其降低(di)量與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正(zheng)比(bi)，所以必(bi)須(xu)提(ti)高晶(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)才能離(li)開(kai)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并且當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量愈多，晶(jing)粒長大(da)的(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一(yi)方面為了降低(di)電熔凝氧化(hua)鎂的顯氣孔率，也應盡量減少原料氧化(hua)鎂的氣體(ti)排出，因此，采用燒結鎂砂電熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子和(he)分子的(de)(de)量子力學本性(xing)如離(li)(li)子半徑(jing)的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子的(de)(de)電(dian)子外層結構等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)(li)子尺(chi)寸、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子和(he)陰離(li)(li)子之間的(de)(de)結合特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)子的(de)(de)極化作(zuo)用、結晶構造等決定它(ta)是一(yi)高熔點(dian)化合物。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)和結構參數(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰(yin)離子(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)6;有(you)效(xiao)配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)造(zao)的最重要過(guo)(guo)(guo)程是(shi)由各(ge)種鎂(mei)(mei)(mei)質原料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)(guo)各(ge)種形式的加(jia)熱方法產生高(gao)溫(wen)(wen)使鎂(mei)(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔融(rong)(rong)，必須消(xiao)耗大量的熱能，以克服(fu)離子間(jian)的引力(li)。通(tong)過(guo)(guo)(guo)強大電(dian)弧產生高(gao)溫(wen)(wen)而(er)熔化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的方法叫做電(dian)弧熔融(rong)(rong)法。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程一般(ban)包括(kuo)熱的傳導(dao)、脫水(shui)、脫碳、熔化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系(xi)列物(wu)理化(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)的過(guo)(guo)(guo)程。

①脫水(shui)過程(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂石作原料有一(yi)脫水(shui)過程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂石的主要成(cheng)分(fen)是氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)。用菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)作為原料時(shi)有一(yi)(yi)個脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)包括兩個方面。一(yi)(yi)方面是菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)石的(de)熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)石的(de)主要成分是碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)(zai)電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石墨粉末添(tian)加物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐起動過程(cheng)中(zhong)(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)極(石墨電(dian)極)的下端用石墨粉末鋪(pu)成三角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)(zai)通(tong)電(dian)過程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去(qu)石墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)和氧離(li)子(zi)在(zai)強(qiang)電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能作(zuo)用下(xia)，克服(fu)單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格(ge)能的(de)(de)束縛，變成(cheng)能自由運(yun)動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到(dao)一(yi)定溫(wen)度(熔點)就會由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔化(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)過(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產者對用水鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)比例如下(xia)：氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻爐殼的(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損(sun)失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數據可以看(kan)出(chu)，在(zai)電(dian)熔