電弧熔爐(lu)生產電熔氧(yang)化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料配(pei)料、電弧熔融、破碎、選別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的(de)(de)優質菱鎂礦石，氧化(hua)鎂含量(liang)高，又易于開(kai)采(cai)，因(yin)此，被廣泛用作(zuo)電(dian)熔氧化(hua)鎂的(de)(de)原料。采(cai)用菱鎂石作(zuo)原料，碳酸鎂分解產(chan)生CO2氣體，由于有大量(liang)氣體從(cong)爐內排出(chu)影(ying)響著電(dian)熔過程的(de)(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)結晶(jing)帶(dai)的(de)形(xing)成均有不(bu)利影響，由于(yu)大量塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和能量消(xiao)耗(hao)增高，也惡化了車間生(sheng)產環(huan)境(jing)。但由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所以，仍是我(wo)國電熔氧(yang)化鎂(mei)用(yong)得最多(duo)最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)含量高低和化(hua)學(xue)成分直(zhi)接(jie)(jie)影響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量，同時在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接(jie)(jie)影響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)得到的(de)品級比例(li)，因此(ci)，為了(le)保(bao)證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量和品級比例(li)，必須對(dui)各種礦石進行(xing)適當的(de)配比后進行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)(de)遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也(ye)是一(yi)種制造電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)化(hua)學成分見表2。

表(biao)2水(shui)鎂石的化學成分(fen)/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。以(yi)(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)原料，可(ke)以(yi)(yi)使生(sheng)產環(huan)境得到(dao)改善，可(ke)以(yi)(yi)降低運輸(shu)費用。由(you)于電(dian)(dian)熔時排出氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)質量有(you)利。

我國有(you)一(yi)(yi)些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)成球(qiu)料入爐(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料能(neng)生產出白色(se)大結(jie)晶(jing)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成球(qiu)費用(yong)(yong)高，影(ying)響生產成本(ben)。目前，有(you)的(de)廠(chang)家采用(yong)(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)比(bi)用(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石好，成本(ben)又比(bi)用(yong)(yong)球(qiu)料作原料時(shi)便宜，因而得(de)到了(le)一(yi)(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)。為了(le)某些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時(shi)(shi)必須(xu)在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)原料，如采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)原料，一般首先(xian)利用(yong)(yong)處(chu)理(li)海(hai)水和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可以制得(de)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原料生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲(si)脫(tuo)(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為，極少量(liang)的(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)雜質，可明(ming)顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)長(chang)大。因為雜質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)體能量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成正比，所以必須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才(cai)能離(li)開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)極限尺寸愈小。

另一方面(mian)為了降(jiang)低(di)電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡(jin)量減(jian)少原料氧化(hua)(hua)鎂(mei)的氣體排出(chu)，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其(qi)顯著優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的(de)化(hua)學原料(liao)質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同(tong)原子(zi)和分子(zi)的量子(zi)力學本(ben)性如離(li)子(zi)半徑的尺寸(cun)，離(li)子(zi)的電(dian)位數值，離(li)子(zi)的電(dian)子(zi)外層結(jie)構(gou)等相(xiang)關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的離(li)子(zi)尺寸(cun)、質量和電(dian)荷、陽離(li)子(zi)和陰離(li)子(zi)之間的結(jie)合特(te)性和強度、離(li)子(zi)的極化(hua)作用(yong)、結(jie)晶構(gou)造(zao)等決定(ding)它是一高熔點化(hua)合物。

氧(yang)化(hua)鎂(mei)的熔點和(he)結構(gou)參數：陽離(li)子半(ban)徑0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配(pei)(pei)位數6;有(you)效(xiao)配(pei)(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造(zao)的(de)(de)(de)(de)最重要(yao)過程(cheng)(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)質原料，通過各(ge)種形式的(de)(de)(de)(de)加熱(re)方法產生高溫(wen)使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要(yao)使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)熱(re)能(neng)，以克(ke)服離子(zi)間的(de)(de)(de)(de)引力。通過強(qiang)大(da)電(dian)(dian)弧產生高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)方法叫做電(dian)(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)一般包括(kuo)熱(re)的(de)(de)(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大(da)等一系列物(wu)理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程。用水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料有一(yi)脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主要成分是氫(qing)氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)。用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原(yuan)料時有一個脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)包(bao)括兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的熱(re)分解，菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的主(zhu)要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在(zai)電熔過程(cheng)(cheng)中往往在(zai)原料氧化鎂中加入石墨粉末添加物(助劑)，在(zai)電熔爐起動過程(cheng)(cheng)中需(xu)在(zai)三電極(ji)(石墨電極(ji))的下端用(yong)石墨粉末鋪成(cheng)三角形或星(xing)形導線路(lu)，在(zai)通電過程(cheng)(cheng)中受(shou)熱燒(shao)損(sun)或完全燃燒(shao)除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)。熔化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)(zuo)用下(xia)，克(ke)服(fu)單晶(jing)體(ti)(ti)中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)(neng)自由運動的(de)(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫(wen)度(熔點)就(jiu)會(hui)由固(gu)體(ti)(ti)變(bian)成液體(ti)(ti)，叫(jiao)熔化(hua)(hua)(hua)。在這一(yi)過程(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者對(dui)用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)(zuo)原(yuan)料生(sheng)產電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統計(ji)數據(ju)可以看出(chu)，在電(dian)(dian)熔