電弧熔爐生產電熔氧化(hua)鎂的工藝流程(cheng)主要(yao)包(bao)(bao)括：原料配料、電弧熔融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包(bao)(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我(wo)國有豐富(fu)的優質菱鎂礦(kuang)石，氧化鎂含量(liang)高，又(you)易(yi)于(yu)開采，因(yin)此，被廣泛(fan)用(yong)作電(dian)熔氧化鎂的原料。采用(yong)菱鎂石作原料，碳酸鎂分解產(chan)生CO2氣體(ti)，由(you)于(yu)有大量(liang)氣體(ti)從爐(lu)內排出影響(xiang)著電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有(you)不(bu)利影響(xiang)，由(you)于大量(liang)(liang)塵(chen)料飛損(sun)，使物(wu)料損(sun)耗(hao)和能量(liang)(liang)消(xiao)耗(hao)增高(gao)，也惡化了車間(jian)生產(chan)環(huan)境。但由(you)于優質菱鎂礦(kuang)石容易(yi)獲得，價格很低廉，所以，仍(reng)是(shi)我國電熔(rong)氧化鎂用(yong)得最多最廣泛(fan)的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)含量高低和化(hua)(hua)學成分直接(jie)影響(xiang)(xiang)到電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量，同時(shi)在電熔過程(cheng)中(zhong)也(ye)直接(jie)影響(xiang)(xiang)到電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)得到的(de)品級比(bi)例，因此，為了保證(zheng)電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量和品級比(bi)例，必(bi)須對各種礦(kuang)石(shi)進(jin)行(xing)適當的(de)配比(bi)后(hou)進(jin)行(xing)熔煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)礦源(yuan)非常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)高于(yu)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)(shi)(shi)。它也是(shi)一(yi)種制造電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料，部(bu)分地(di)區水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)化(hua)學成(cheng)分見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成(cheng)分(fen)/%

③輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕(qing)燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)原(yuan)料，可(ke)以使生產環境得到(dao)改善，可(ke)以降低運輸費(fei)用(yong)。由于電熔時排出氣體少，成(cheng)分(fen)也較(jiao)均勻，對(dui)提高電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)質(zhi)量有利(li)。

我國有(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)(liang)達到98%，以此料(liao)能生(sheng)產(chan)出白(bai)色(se)大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于成(cheng)球(qiu)費(fei)用高，影響(xiang)生(sheng)產(chan)成(cheng)本。目(mu)前，有(you)的(de)(de)廠家采用反射爐輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)(de)粒度(du)加(jia)入熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)(liang)比(bi)用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而得到了(le)一(yi)定的(de)(de)推(tui)廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為了某些電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊(shu)要求，有(you)時(shi)必(bi)須在(zai)電(dian)熔過程中采(cai)(cai)用燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔原(yuan)料，如采(cai)(cai)用海水(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔原(yuan)料，一般首先利用處理海水(shui)和石(shi)灰乳作(zuo)用生(sheng)產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用其他方法也(ye)可以(yi)制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業(ye)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取(qu)方法)，采(cai)(cai)用輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原(yuan)料生(sheng)產電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為，極少量的(de)(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大。因(yin)為雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用在(zai)于增加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)量降(jiang)低，其降(jiang)低量與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正比(bi)，所以(yi)必(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才(cai)能(neng)離開第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降低電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)顯(xian)氣(qi)孔率，也應(ying)盡(jin)量(liang)減少原料(liao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氣(qi)體排出，因此(ci)，采用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電熔氧化鎂單晶(jing)的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同(tong)原子(zi)和分(fen)子(zi)的(de)量(liang)子(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)半(ban)徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外層結構(gou)等相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)尺(chi)寸、質量(liang)和電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)和陰(yin)離(li)(li)子(zi)之(zhi)間(jian)的(de)結合特(te)性和強度、離(li)(li)子(zi)的(de)極化(hua)作用、結晶構(gou)造等決定它(ta)是一(yi)高(gao)熔點化(hua)合物。

氧(yang)化鎂的熔點(dian)和結構參(can)數(shu)(shu)：陽(yang)離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)制造的最(zui)重要過(guo)程是由各種鎂(mei)質原料，通(tong)過(guo)各種形式的加熱(re)方(fang)法產(chan)生高(gao)溫(wen)使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗(hao)大量的熱(re)能，以克服離子間的引力。通(tong)過(guo)強大電弧產(chan)生高(gao)溫(wen)而(er)熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的方(fang)法叫做電弧熔(rong)(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)過(guo)程一般(ban)包括熱(re)的傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大等(deng)一系列物理化(hua)學(xue)變化(hua)的過(guo)程。

①脫(tuo)水過程(cheng)。用(yong)水鎂石(shi)作原(yuan)料有一脫(tuo)水過程(cheng)。水鎂石(shi)的主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦作為(wei)原料時有一個脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包括兩個方面。一方面是菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的(de)熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的(de)主(zhu)要(yao)成分(fen)是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)電(dian)熔過程中(zhong)往往在(zai)原(yuan)料氧化鎂中(zhong)加入(ru)石墨粉末添加物(助劑(ji))，在(zai)電(dian)熔爐起動過程中(zhong)需在(zai)三電(dian)極(石墨電(dian)極)的下端用石墨粉末鋪成三角形(xing)(xing)或星形(xing)(xing)導線路(lu)，在(zai)通(tong)電(dian)過程中(zhong)受熱燒損或完(wan)全(quan)燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)(dian)弧產生的(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作用下(xia)，克服單晶體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)的(de)晶格能(neng)(neng)的(de)束縛(fu)，變(bian)成能(neng)(neng)自由運(yun)動的(de)過程(cheng)。也就(jiu)是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會(hui)由固體(ti)(ti)變(bian)成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)。在這一過程(cheng)中(zhong)(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)大量(liang)的(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生產者對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)平(ping)衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)比(bi)例如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生成熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂(sha)生成熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表(biao)面(mian)散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些(xie)統(tong)計數據可以(yi)看出，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)