電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧(yang)化鎂的工(gong)藝流程主(zhu)要(yao)包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)含量高，又易于開(kai)采，因(yin)此，被(bei)廣泛(fan)用作電熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)料。采用菱鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體(ti)(ti)，由于有(you)大量氣(qi)體(ti)(ti)從爐(lu)內(nei)排出(chu)影(ying)響(xiang)著電熔(rong)過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成均有不(bu)利影響，由(you)于(yu)大量(liang)塵(chen)料飛損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增高，也惡化(hua)了車(che)間生產環境。但由(you)于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍是(shi)我(wo)國電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)用(yong)得最多(duo)最廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石中氧(yang)化鎂(mei)的(de)含量高低(di)和(he)化學成分(fen)直接影響(xiang)到電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)質量，同(tong)時在(zai)電熔(rong)(rong)(rong)過程中也直接影響(xiang)到電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)得(de)到的(de)品(pin)級比(bi)例，因此，為(wei)了保證電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)質量和(he)品(pin)級比(bi)例，必須(xu)對各種(zhong)礦(kuang)(kuang)石進行(xing)(xing)適當的(de)配比(bi)后進行(xing)(xing)熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石。我國的遼(liao)寧省水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石的礦(kuang)源非常豐(feng)富，水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石中氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石。它也是一種(zhong)制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的原料，部分地區水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石的化學成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使生產(chan)環境得到改(gai)善，可以降低運輸費用(yong)。由于電熔時(shi)排出氣體少(shao)，成分也(ye)較均(jun)勻，對(dui)提(ti)高電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有(you)利。

我國有一(yi)(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料入(ru)爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)的(de)氧(yang)化鎂(mei)含量達到(dao)98%，以此料能生產出白色大結晶(jing)電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)。但(dan)由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生產成(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)廠家采用(yong)反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)，以一(yi)(yi)定(ding)(ding)的(de)粒度(du)加入(ru)熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因而得(de)到(dao)了一(yi)(yi)定(ding)(ding)的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某(mou)些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊(shu)要求，有(you)時(shi)(shi)必須在(zai)電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先(xian)利用(yong)(yong)處理海水和(he)石灰乳作用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法也(ye)(ye)可以制得(de)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方(fang)法)，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉特(te)爾(er)(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少(shao)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質氣(qi)體(ti)(相(xiang))也(ye)(ye)屬于(yu)(yu)晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質相(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)在(zai)于(yu)(yu)增加(jia)晶(jing)界(jie)(jie)運(yun)動(dong)所需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)橫截面積(ji)(ji)成(cheng)正比，所以必須提高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離(li)開第(di)二(er)相(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并(bing)且當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)橫截面積(ji)(ji)相(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須變(bian)形，第(di)二(er)相(xiang)數(shu)量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒長大的(de)(de)(de)極限尺寸愈(yu)小(xiao)。

另一(yi)方(fang)面為了降低(di)電熔(rong)凝氧(yang)化鎂的顯氣孔(kong)率，也應盡量(liang)減少原料(liao)氧(yang)化鎂的氣體(ti)排出，因(yin)此，采用燒結鎂砂電熔(rong)有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化鎂單(dan)晶的化學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原(yuan)子(zi)和(he)分(fen)子(zi)的(de)量子(zi)力學(xue)本性(xing)如(ru)離(li)(li)子(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)子(zi)的(de)電位數(shu)值，離(li)(li)子(zi)的(de)電子(zi)外層(ceng)結構(gou)等相關聯。而氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和(he)電荷、陽離(li)(li)子(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)之間的(de)結合(he)特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)子(zi)的(de)極化(hua)(hua)作用、結晶構(gou)造等決(jue)定它是一高熔點化(hua)(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位(wei)數6;有效配(pei)位(wei)數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造的最重要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是(shi)由各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料(liao)，通過(guo)(guo)各種形式的加熱方法(fa)(fa)產生高溫(wen)使鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔體(ti)。要(yao)使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔融，必須消耗大(da)(da)量的熱能，以(yi)克服離子間的引(yin)力。通過(guo)(guo)強大(da)(da)電(dian)弧產生高溫(wen)而(er)熔化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方法(fa)(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔融法(fa)(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)一般包括熱的傳導(dao)、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大(da)(da)等一系列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。用水鎂(mei)石作原料有一(yi)脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。水鎂(mei)石的(de)主要成分是(shi)氫(qing)氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱(ling)鎂礦作為原料時(shi)有一個脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括兩個方面。一方面是菱(ling)鎂礦石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂礦石(shi)的主要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由(you)于(yu)在(zai)電熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑(ji))，在(zai)電熔爐(lu)起動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)三電極(石墨(mo)電極)的下端用石墨(mo)粉末(mo)鋪成三角(jiao)形或(huo)(huo)星形導線(xian)路(lu)，在(zai)通電過(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒損(sun)或(huo)(huo)完全燃燒除(chu)去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂中鎂離子和氧(yang)離子在強電(dian)弧產生的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下，克服單晶體(ti)中的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛，變成能(neng)自由運動的(de)(de)過程(cheng)。也就是(shi)說(shuo)，氧(yang)化(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會(hui)由固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這(zhe)一過程(cheng)中需消耗(hao)大量(liang)的(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂生產者對用(yong)水(shui)鎂石作原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂晶體(ti)生成熱(re)(re)(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生成熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼(ke)的(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子表(biao)面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數(shu)據可以看出，在電(dian)熔(rong)