電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂(mei)的工(gong)藝(yi)流程主要(yao)包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂礦石，氧(yang)化鎂含量高(gao)，又易于開采，因此，被廣(guang)泛用作(zuo)電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂的原料(liao)。采用菱鎂石作(zuo)原料(liao)，碳酸(suan)鎂分解產生CO2氣(qi)體，由于有大(da)量氣(qi)體從(cong)爐內排出影響著電熔(rong)(rong)過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)結(jie)晶帶的(de)(de)形成均有不利影響(xiang)，由于大量塵料(liao)(liao)飛損，使物(wu)料(liao)(liao)損耗和能量消耗增高，也惡(e)化了車(che)間生產環境(jing)。但由于優質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)容易獲得(de)，價(jia)格(ge)很低廉(lian)，所以(yi)，仍是我(wo)國(guo)電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)用得(de)最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的(de)(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中氧化鎂的(de)含量(liang)高低(di)和化學成分(fen)直(zhi)接影響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂的(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直(zhi)接影響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂得到(dao)的(de)品(pin)級(ji)比(bi)(bi)例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂的(de)質量(liang)和品(pin)級(ji)比(bi)(bi)例，必須對各種礦(kuang)石進行適(shi)當的(de)配比(bi)(bi)后進行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)礦(kuang)源非(fei)常豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)原料，部分地區(qu)水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)學(xue)成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化(hua)學成(cheng)分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化鎂作為電熔氧(yang)化鎂原料，可以(yi)使生(sheng)產環境得到改(gai)善(shan)，可以(yi)降(jiang)低運輸(shu)費用。由于(yu)電熔時排出氣(qi)體少，成分也較均勻，對(dui)提(ti)高電熔氧(yang)化鎂質量有利。

我國有一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球料入爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達(da)到98%，以(yi)此(ci)料能(neng)生產(chan)出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費用高，影響生產(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)。目前(qian)，有的(de)廠(chang)家采用反射爐輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)粒(li)度加(jia)入熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)(cheng)本(ben)又比用球料作原料時便宜，因(yin)而(er)得到了一(yi)定(ding)的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要(yao)求，有時必(bi)須(xu)在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)(liao)，如采(cai)用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)(liao)，一般(ban)首先利用(yong)處(chu)理海(hai)水(shui)和石灰乳作用(yong)生(sheng)產氫(qing)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法(fa)也可以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法(fa))，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)(wei)原料(liao)(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極(ji)少量的(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)(yu)晶(jing)體(ti)的(de)雜質，可明顯影(ying)響晶(jing)粒(li)的(de)長大。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)在(zai)(zai)于(yu)(yu)增加晶(jing)界(jie)(jie)運(yun)動(dong)所(suo)需的(de)能(neng)量。當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)能(neng)量降低，其(qi)降低量與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所(suo)以必(bi)須(xu)提高(gao)晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開(kai)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續(xu)運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)界(jie)(jie)必(bi)須(xu)變(bian)形，第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)粒(li)長大的(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面為了降低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的顯氣孔率(lv)，也應(ying)盡量減少原料(liao)氧(yang)化鎂(mei)的氣體排出，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有(you)其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學(xue)原料質量(liang)要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同原子(zi)和分子(zi)的(de)量子(zi)力學本(ben)性(xing)如離(li)(li)子(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)(dian)子(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧(yang)化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質量和電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)子(zi)之間(jian)的(de)結(jie)合特性(xing)和強(qiang)度、離(li)(li)子(zi)的(de)極化作用(yong)、結(jie)晶構造等決定它是(shi)一高熔點化合物。

氧(yang)化鎂(mei)的熔點和結(jie)構參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)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2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最(zui)重要過(guo)(guo)程是由各種鎂(mei)質原(yuan)料(liao)，通(tong)過(guo)(guo)各種形(xing)式的(de)加熱(re)方法(fa)產生高溫使(shi)鎂(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須(xu)消耗(hao)大量的(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)引力(li)。通(tong)過(guo)(guo)強大電弧產生高溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)融法(fa)。這個(ge)融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程一(yi)般包括熱(re)的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程。

①脫水過程。用水鎂石作原料有一脫水過程。水鎂石的主要成分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用菱(ling)(ling)鎂礦(kuang)作(zuo)為(wei)原料時(shi)有(you)一(yi)個(ge)脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包括兩(liang)個(ge)方面。一(yi)方面是菱(ling)(ling)鎂礦(kuang)石的熱分解(jie)，菱(ling)(ling)鎂礦(kuang)石的主要成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中往(wang)(wang)往(wang)(wang)在(zai)原(yuan)料氧化鎂中加入石(shi)墨粉末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔爐起動過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中需(xu)在(zai)三電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(石(shi)墨電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji))的(de)下端用石(shi)墨粉末鋪成三角形(xing)或(huo)(huo)星形(xing)導線(xian)路，在(zai)通電(dian)(dian)(dian)(dian)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中受熱燒損(sun)或(huo)(huo)完全(quan)燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過程。熔化(hua)(hua)過程即氧化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧離子在強電弧產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱能(neng)(neng)作(zuo)用下，克(ke)服單(dan)晶(jing)(jing)體中的(de)晶(jing)(jing)格能(neng)(neng)的(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由運動的(de)過程。也(ye)就是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)加熱到一(yi)(yi)定(ding)溫度(熔點(dian))就會由固(gu)體變(bian)成(cheng)液體，叫熔化(hua)(hua)。在這一(yi)(yi)過程中需(xu)消(xiao)(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)電能(neng)(neng)。據電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)者對用水(shui)(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)比例如下：氧化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)熱值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)(shui)耗(hao)熱值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼(ke)的(de)水(shui)(shui)耗(hao)熱值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱值(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據可以看出，在電熔