電弧熔(rong)爐生(sheng)產電熔(rong)氧(yang)化鎂的工藝(yi)流程主要包括(kuo)：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎、選別(bie)(bie)、粉碎、篩別(bie)(bie)、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的優質菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)(liang)高，又易于開采，因此，被廣泛用(yong)(yong)作電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料。采用(yong)(yong)菱鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)(qi)體(ti)，由(you)于有大量(liang)(liang)氣(qi)(qi)體(ti)從爐內排出(chu)影響著(zhu)電(dian)熔過(guo)程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂的結晶帶的形(xing)成均有不利影響，由(you)于大量塵料飛損，使(shi)物(wu)料損耗和能量消耗增高(gao)，也惡化了車(che)間生產環境。但由(you)于優質(zhi)菱鎂礦(kuang)石容易獲得(de)，價格(ge)很低廉，所以(yi)，仍是(shi)我國電熔(rong)氧化鎂用得(de)最多最廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)含量高低和化(hua)(hua)(hua)學成分(fen)直(zhi)接影響到(dao)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)質量，同時在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程中也直(zhi)接影響到(dao)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂得到(dao)的(de)(de)品(pin)級(ji)比例(li)(li)，因此，為了保證電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)質量和品(pin)級(ji)比例(li)(li)，必須對各種礦(kuang)石進(jin)行適當的(de)(de)配比后進(jin)行熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石。我國的(de)(de)遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)石的(de)(de)礦(kuang)源非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)石中氧化鎂(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石。它也是一種制(zhi)造電熔凝氧化鎂(mei)的(de)(de)原(yuan)料(liao)，部分地區水(shui)鎂(mei)石的(de)(de)化學成分見表2。

表(biao)2水鎂石(shi)的(de)化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化鎂(mei)作為電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)使生產環境得到(dao)改善，可(ke)以(yi)降低(di)運輸費用(yong)。由于電(dian)熔時(shi)排(pai)出氣體少(shao)，成(cheng)分也較均勻，對提高(gao)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)質(zhi)量有(you)利。

我(wo)國有一(yi)(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料(liao)入爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料(liao)能(neng)生(sheng)產出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球費用高，影響生(sheng)產成(cheng)本。目(mu)前(qian)，有的(de)廠家采用反射爐(lu)(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，以一(yi)(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量比用菱(ling)鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又比用球料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜，因而得到了一(yi)(yi)定的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊(shu)要求，有時(shi)必須在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程中采(cai)(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采(cai)(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)處理海水和(he)石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)生產氫氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法也可(ke)以制得輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方(fang)法)，采(cai)(cai)用(yong)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等(deng)研究認(ren)為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明(ming)顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)界運(yun)動所(suo)需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)能(neng)量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積成(cheng)正(zheng)比，所(suo)以必須提高晶(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)界才能(neng)離開第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)界與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界必須變(bian)形，第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極限尺寸(cun)愈(yu)小。

另一方面為了降低電熔(rong)凝氧化鎂的顯(xian)氣(qi)孔率，也應(ying)盡(jin)量減少原料氧化鎂的氣(qi)體排出，因此，采(cai)用燒結鎂砂電熔(rong)有(you)其顯(xian)著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單(dan)晶的化學(xue)原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)半(ban)徑的(de)尺(chi)寸，離(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)(jie)(jie)構等相關聯。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)離(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)(jie)(jie)合(he)特(te)性和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)(jie)(jie)晶構造等決定它是(shi)一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的(de)熔點(dian)(dian)和結構(gou)參數：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構(gou)類(lei)型NaCl;配位(wei)數6;有效配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)(de)最(zui)重要(yao)過(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)各種形式的(de)(de)加熱方(fang)法產生(sheng)高(gao)溫使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要(yao)使(shi)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)融，必須(xu)消耗大量的(de)(de)熱能，以(yi)克服離子間的(de)(de)引力。通過(guo)強大電弧產生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)(rong)融法。這個融化(hua)(hua)過(guo)程一般(ban)包括熱的(de)(de)傳導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系(xi)列(lie)物(wu)理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過程。用(yong)水(shui)鎂石(shi)作(zuo)原料有一脫水(shui)過程。水(shui)鎂石(shi)的主要成(cheng)分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為(wei)原料(liao)時(shi)有一(yi)個(ge)脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括(kuo)兩個(ge)方面(mian)(mian)。一(yi)方面(mian)(mian)是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的主要成分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在電(dian)熔過(guo)程中(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧(yang)化(hua)鎂中(zhong)(zhong)加(jia)入石(shi)(shi)墨粉末(mo)添加(jia)物(wu)(助劑)，在電(dian)熔爐(lu)起動過(guo)程中(zhong)(zhong)需在三(san)電(dian)極(石(shi)(shi)墨電(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨粉末(mo)鋪成三(san)角形或星(xing)形導線路(lu)，在通(tong)電(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong)受(shou)熱燒損或完全燃(ran)燒除去(qu)石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)。熔化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在強電(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下(xia)(xia)，克服單晶體(ti)中的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由(you)運動的(de)(de)(de)過程(cheng)。也就(jiu)(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)定(ding)溫度(熔點)就(jiu)(jiu)會(hui)由(you)固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔化(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)過程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用(yong)水鎂(mei)(mei)(mei)石作原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例如下(xia)(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)(re)值8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值7.9%，爐子表面(mian)散(san)熱(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)能(neng)損(sun)失值3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)可(ke)以看出，在電(dian)熔