電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)爐(lu)生產電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的工藝(yi)流(liu)程主要包括：原料配料、電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含(han)量高(gao)，又(you)易于開采，因(yin)此，被(bei)廣泛用作電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的原(yuan)(yuan)料。采用菱(ling)(ling)鎂(mei)石作原(yuan)(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣體，由(you)于有大量氣體從爐內排出影響著(zhu)電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成均有不利影(ying)響(xiang)，由于(yu)大量(liang)塵料(liao)飛(fei)損(sun)，使物(wu)料(liao)損(sun)耗(hao)和(he)能量(liang)消耗(hao)增高，也惡化(hua)了(le)車間生產環境。但(dan)由于(yu)優質(zhi)菱鎂(mei)礦(kuang)石容易獲得，價格很(hen)低廉，所以(yi)，仍是我國電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)用得最多最廣(guang)泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和(he)化(hua)(hua)學成分直接影響(xiang)到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在電熔(rong)(rong)過程中(zhong)也直接影響(xiang)到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)品級比(bi)例，因此，為了保證電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和(he)品級比(bi)例，必須對各種礦石(shi)進(jin)行適(shi)當的(de)配比(bi)后進(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)。我國的(de)遼(liao)寧(ning)省水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)礦源非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料(liao)，部分地(di)區水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)化(hua)學成分見表2。

表2水鎂石的(de)化學成分(fen)/%

③輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)。以輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)作為電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)原料，可(ke)以使生產環境得(de)到(dao)改善，可(ke)以降低運輸費用。由于(yu)電熔(rong)(rong)時(shi)排出氣體少，成分也(ye)較均勻(yun)，對提高(gao)電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)質量有利。

我(wo)國有(you)一些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂制(zhi)成(cheng)球料(liao)(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂含量達到98%，以(yi)此(ci)料(liao)(liao)能生產出(chu)白(bai)色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。但由于(yu)成(cheng)球費用(yong)高，影響生產成(cheng)本。目前，有(you)的(de)廠家采(cai)用(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂，以(yi)一定(ding)的(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質(zhi)量比用(yong)菱鎂礦石好，成(cheng)本又比用(yong)球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而得到了一定(ding)的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了(le)某些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求(qiu)，有時(shi)(shi)必須(xu)(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中采用燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，如采用海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，一般首先利用處理海水和(he)石灰乳作(zuo)用生產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他(ta)方法(fa)也可以制得(de)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采用輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認(ren)為(wei)，極(ji)(ji)少量(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影(ying)響(xiang)晶(jing)粒(li)(li)的(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用在于(yu)增加(jia)晶(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)體(ti)(ti)能量(liang)(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)(liang)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積成正比，所以必須(xu)(xu)提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才能離開(kai)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且(qie)當晶(jing)界(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)界(jie)必須(xu)(xu)變形，第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多(duo)，晶(jing)粒(li)(li)長大的(de)(de)極(ji)(ji)限尺寸愈小。

另一方面為了降低電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的顯氣孔率(lv)，也應盡量減(jian)少原(yuan)料氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂(sha)電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧(yang)化鎂(mei)單晶的化學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學(xue)本(ben)性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構等(deng)相關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合(he)特性和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化作用(yong)、結(jie)晶構造(zao)等(deng)決定它是一(yi)高熔點化合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)點和(he)結(jie)構參(can)數：陽離子半徑(jing)(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)(jing)0.53mm;結(jie)構類型(xing)NaCl;配位(wei)數6;有效(xiao)配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)(de)最(zui)重要(yao)過(guo)程(cheng)(cheng)是(shi)由各種(zhong)鎂(mei)質原料，通過(guo)各種(zhong)形式(shi)的(de)(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)(fa)產(chan)生高溫(wen)使(shi)鎂(mei)質材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要(yao)使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必(bi)須消耗(hao)大(da)(da)量的(de)(de)(de)熱(re)能，以克(ke)服離子間的(de)(de)(de)引力(li)。通過(guo)強大(da)(da)電弧(hu)產(chan)生高溫(wen)而(er)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)叫做(zuo)電弧(hu)熔(rong)(rong)融法(fa)(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)一般(ban)包括熱(re)的(de)(de)(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)(da)等一系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石作原料有(you)一脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石的主要成分(fen)是氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱(ling)鎂礦作為原料時有一個脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱(ling)鎂礦石的(de)熱分解(jie)，菱(ling)鎂礦石的(de)主要成分是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于(yu)在電(dian)熔過程中往往在原(yuan)料氧化鎂中加(jia)入(ru)石(shi)(shi)墨粉(fen)末添加(jia)物(助劑)，在電(dian)熔爐起動(dong)過程中需(xu)在三(san)電(dian)極(石(shi)(shi)墨電(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨粉(fen)末鋪成三(san)角(jiao)形或(huo)星形導線路(lu)，在通(tong)電(dian)過程中受熱燒損或(huo)完全(quan)燃燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程(cheng)。熔(rong)化過(guo)程(cheng)即氧(yang)化鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)(zi)和氧(yang)離子(zi)(zi)在(zai)強(qiang)電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下(xia)，克(ke)服單晶(jing)體中(zhong)的晶(jing)格能(neng)的束(shu)縛，變成(cheng)能(neng)自由運動的過(guo)程(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)化鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)點)就會(hui)由固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)化。在(zai)這一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大量的電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對(dui)用(yong)水鎂(mei)石(shi)作原料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)平(ping)衡(heng)的衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的比例如下(xia)：氧(yang)化鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表(biao)面散(san)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)