電弧熔(rong)爐生(sheng)產電熔(rong)氧化鎂(mei)的工(gong)藝流程(cheng)主要包(bao)括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎(sui)、選(xuan)別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)(you)豐富的優質菱鎂礦石(shi)，氧化鎂含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔(rong)氧化鎂的原(yuan)料(liao)。采(cai)用(yong)菱鎂石(shi)作(zuo)原(yuan)料(liao)，碳(tan)酸鎂分(fen)解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于有(you)(you)大量氣(qi)體從爐(lu)內排出影(ying)響(xiang)著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)結(jie)晶帶(dai)的(de)形成均有不利影(ying)響，由于大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和(he)能(neng)量消耗增(zeng)高，也惡化了車間(jian)生產環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲(huo)得(de)，價格很低廉(lian)，所(suo)以，仍(reng)是(shi)我國電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)含量高低和(he)化學成分直接(jie)影響(xiang)(xiang)到電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量，同(tong)時在電熔(rong)過程中也直接(jie)影響(xiang)(xiang)到電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)得到的(de)品級(ji)比(bi)例，因此(ci)，為了保證(zheng)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量和(he)品級(ji)比(bi)例，必須對(dui)各種礦(kuang)石(shi)進(jin)(jin)行(xing)適當的(de)配(pei)比(bi)后(hou)進(jin)(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂石。我國(guo)的(de)(de)遼寧省水(shui)(shui)鎂石的(de)(de)礦源非常豐(feng)富，水(shui)(shui)鎂石中氧化鎂含量(liang)高于菱鎂礦石。它也是一種制造電熔凝(ning)氧化鎂的(de)(de)原料，部分(fen)地區水(shui)(shui)鎂石的(de)(de)化學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學(xue)成分(fen)/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化鎂(mei)作為電熔氧(yang)化鎂(mei)原(yuan)料，可以(yi)使生產(chan)環境得(de)到改善，可以(yi)降低運(yun)輸費用。由于電熔時(shi)排出氣(qi)體少，成分(fen)也較(jiao)均(jun)勻，對提高電熔氧(yang)化鎂(mei)質(zhi)量有利。

我國(guo)有一些電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)(yi)輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球料(liao)(liao)(liao)入(ru)爐電熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)(yi)此料(liao)(liao)(liao)能生產(chan)出(chu)白色大結晶電熔(rong)(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由于成球費用高，影響生產(chan)成本。目前，有的(de)廠家采用反射爐輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)(yi)一定(ding)的(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比(bi)用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成本又比(bi)用球料(liao)(liao)(liao)作原料(liao)(liao)(liao)時便宜，因(yin)而得(de)到了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的特(te)殊要求(qiu)，有時(shi)必須(xu)在電(dian)熔過程中(zhong)采用(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)料(liao)，如采用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)料(liao)，一般(ban)首先利用(yong)處(chu)理(li)海(hai)水和(he)石(shi)灰乳作(zuo)用(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成(cheng)(cheng)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法也可(ke)以(yi)制得輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的制取方法)，采用(yong)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生產電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉(la)特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)(liang)的雜質(zhi)氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的雜質(zhi)，可(ke)明(ming)顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的長大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)運動所(suo)需的能量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能量(liang)(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)成(cheng)(cheng)正比，所(suo)以(yi)必須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才能離(li)開(kai)第(di)二(er)(er)(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且(qie)當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的晶(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變形，第(di)二(er)(er)(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒(li)長大的極限尺寸(cun)愈(yu)小。

另一方(fang)面(mian)為了降低電熔凝氧化鎂(mei)的顯氣(qi)孔率，也應(ying)盡量減少原料氧化鎂(mei)的氣(qi)體排(pai)出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原(yuan)子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量子(zi)力學本(ben)性如離(li)(li)子(zi)半徑(jing)的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外層結(jie)構等(deng)(deng)相(xiang)關聯。而(er)氧(yang)化(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)之(zhi)間的(de)結(jie)合特性和(he)強度、離(li)(li)子(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等(deng)(deng)決定它(ta)是一高熔點化(hua)合物。

氧(yang)化(hua)鎂的熔(rong)點(dian)(dian)和結構參數：陽離子半(ban)(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)(ban)徑0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配位數6;有(you)效配位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)(dian)2800℃。

電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最重(zhong)要過(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料，通過(guo)各種形式(shi)的(de)加熱(re)方(fang)法(fa)(fa)產生(sheng)高(gao)溫使(shi)鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔化(hua)(hua)，變成(cheng)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔體。要使(shi)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔融，必須消耗大量的(de)熱(re)能，以(yi)克服離子間的(de)引力(li)。通過(guo)強(qiang)大電弧產生(sheng)高(gao)溫而熔化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方(fang)法(fa)(fa)叫做電弧熔融法(fa)(fa)。這個融化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包(bao)括熱(re)的(de)傳導(dao)、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔化(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大等一(yi)系列物(wu)理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料(liao)有(you)一脫水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主(zhu)要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程。用(yong)菱鎂(mei)礦作為原料時有一(yi)個脫(tuo)碳過(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)程包括兩(liang)個方面。一(yi)方面是菱鎂(mei)礦石的熱(re)分(fen)解(jie)，菱鎂(mei)礦石的主要成(cheng)分(fen)是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面(mian)，由(you)于在(zai)電熔(rong)(rong)過(guo)程中(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原(yuan)料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)(shi)墨粉末(mo)添加物(助劑(ji))，在(zai)電熔(rong)(rong)爐起動過(guo)程中(zhong)(zhong)需在(zai)三電極(石(shi)(shi)墨電極)的下端用石(shi)(shi)墨粉末(mo)鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線(xian)路，在(zai)通電過(guo)程中(zhong)(zhong)受熱燒損(sun)或完全(quan)燃(ran)燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在強電(dian)(dian)(dian)弧(hu)產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的熱(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)(yong)下，克(ke)服單晶體(ti)(ti)中(zhong)的晶格能(neng)的束縛，變成能(neng)自由(you)運(yun)動的過程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫(wen)度(熔(rong)(rong)點(dian))就會由(you)固體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)過程中(zhong)需(xu)消(xiao)耗大量(liang)的電(dian)(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產者對用(yong)(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的熱(re)(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗的比(bi)例(li)如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼(ke)的水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表(biao)面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統計(ji)數據(ju)可以看出，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)