電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工藝流(liu)程主要包(bao)括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電(dian)弧(hu)熔融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類(lei)包(bao)裝(zhuang)等(deng)。

(1)原料

我國有豐富(fu)的優質菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高(gao)，又易于(yu)開采，因此(ci)，被廣泛(fan)用作電熔氧化鎂(mei)(mei)的原料。采用菱鎂(mei)(mei)石(shi)作原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解(jie)產(chan)生CO2氣體，由于(yu)有大量(liang)氣體從爐內排出影響(xiang)著電熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有不利影響，由于(yu)(yu)大量塵料飛損，使物料損耗(hao)(hao)和(he)能(neng)量消(xiao)耗(hao)(hao)增高，也惡化(hua)了(le)車間生產環境。但(dan)由于(yu)(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得，價格很低廉(lian)，所以，仍是我國(guo)電熔氧化(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)含(han)量高低和化(hua)(hua)學成分直接影響(xiang)到電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質量，同時在電熔(rong)過程中(zhong)也直接影響(xiang)到電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂得到的(de)品(pin)級比例(li)，因此(ci)，為了保證電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質量和品(pin)級比例(li)，必(bi)須對(dui)各種礦石(shi)進行適當的(de)配比后進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石。我(wo)國的遼寧(ning)省水鎂(mei)石的礦(kuang)源非(fei)常豐富，水鎂(mei)石中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)礦(kuang)石。它也是一種制造電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的原料，部分地區水鎂(mei)石的化(hua)學成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒(shao)氧化鎂(mei)。以(yi)(yi)輕燒(shao)氧化鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)原(yuan)料，可以(yi)(yi)使生產(chan)環境得到改善，可以(yi)(yi)降(jiang)低運輸費用。由(you)于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成分也較均(jun)勻，對提(ti)高電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)質量有利(li)。

我國有(you)一些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)球(qiu)料入爐電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此料能生產出白色(se)大結(jie)晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生產成(cheng)本。目前，有(you)的(de)廠家采(cai)用(yong)反射爐輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)粒(li)度加(jia)入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量比(bi)用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又(you)比(bi)用(yong)球(qiu)料作原料時便宜(yi)，因而得(de)到了(le)一定的(de)推(tui)廣(guang)。

④燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有時必須在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程中采(cai)用燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，如采(cai)用海水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，一(yi)般首(shou)先利(li)用處(chu)理海水和(he)石灰乳作(zuo)用生產(chan)氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅(duan)燒成(cheng)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用其他方法(fa)(fa)也(ye)可以(yi)制得輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取(qu)方法(fa)(fa))，采(cai)用輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)料生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(tuo)(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究(jiu)認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于(yu)(yu)晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜質，可明(ming)顯影響晶(jing)粒的(de)(de)長大(da)。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用在(zai)(zai)于(yu)(yu)增加晶(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所需(xu)的(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體(ti)能量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成(cheng)正比，所以(yi)必須提高晶(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)(jie)才(cai)能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并且當(dang)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)必須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)粒長大(da)的(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方面(mian)為(wei)了降低(di)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)(de)顯氣孔率，也應盡量減少原(yuan)料(liao)氧化鎂(mei)的(de)(de)氣體排(pai)出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯著優點(dian)。

⑤電熔(rong)氧化鎂(mei)單(dan)晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是(shi)同原子(zi)和(he)(he)(he)分子(zi)的(de)量(liang)子(zi)力學本性(xing)如離子(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離子(zi)的(de)電(dian)(dian)(dian)位數值，離子(zi)的(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)外層結構等相(xiang)關聯。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)離子(zi)尺(chi)寸、質量(liang)和(he)(he)(he)電(dian)(dian)(dian)荷、陽離子(zi)和(he)(he)(he)陰(yin)離子(zi)之間的(de)結合特(te)性(xing)和(he)(he)(he)強度(du)、離子(zi)的(de)極化(hua)作用、結晶構造等決定(ding)它是(shi)一(yi)高(gao)熔(rong)點(dian)化(hua)合物。

氧化鎂(mei)的(de)熔(rong)點和結(jie)構參(can)數(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效(xiao)配位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重(zhong)要過(guo)程(cheng)是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)質原料，通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)形式的(de)加熱方法產生高(gao)溫(wen)使(shi)(shi)鎂(mei)質材(cai)料(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔體。要使(shi)(shi)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔融，必須消(xiao)耗大(da)量的(de)熱能(neng)，以克服(fu)離(li)子間的(de)引力。通(tong)過(guo)強大(da)電弧產生高(gao)溫(wen)而熔化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法叫做電弧熔融法。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱的(de)傳導、脫水(shui)、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)等一系列物理化(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料有一(yi)脫水(shui)(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石的(de)主要成分是氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)。用菱鎂(mei)礦作為原料時有一個脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)，脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)包括(kuo)兩個方面(mian)(mian)。一方面(mian)(mian)是菱鎂(mei)礦石(shi)的熱分解，菱鎂(mei)礦石(shi)的主要(yao)成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面(mian)，由于在(zai)電熔過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)墨粉末添加物(助劑)，在(zai)電熔爐起(qi)動過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需在(zai)三電極(石(shi)墨電極)的下端用石(shi)墨粉末鋪成(cheng)三角形或(huo)(huo)星形導(dao)線(xian)路(lu)，在(zai)通電過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒損或(huo)(huo)完全燃燒除(chu)去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)離子和(he)氧(yang)(yang)離子在(zai)強電(dian)弧產(chan)生的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作(zuo)用(yong)下，克服單晶體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)晶格能(neng)(neng)(neng)的(de)束(shu)縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)(neng)自(zi)由運動(dong)的(de)過(guo)(guo)程。也就是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生產(chan)者對用(yong)水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂(sha)生成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數(shu)據(ju)可以看出(chu)，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)