電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工(gong)藝流(liu)程(cheng)主要包括(kuo)：原料配料、電弧熔融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)、磁選、分類(lei)包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)高，又易于(yu)開(kai)采，因此，被廣(guang)泛用作電熔氧化(hua)鎂(mei)的原料。采用菱鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣體，由于(yu)有(you)大(da)量(liang)氣體從(cong)爐內排出(chu)影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有不(bu)利影響，由(you)于大量塵料飛損(sun)，使(shi)物料損(sun)耗和能量消耗增高(gao)，也惡(e)化了車間生產環境。但由(you)于優質菱鎂(mei)(mei)礦石容易(yi)獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧化鎂(mei)(mei)用得最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)含(han)量(liang)高(gao)低和(he)化(hua)學成分(fen)直(zhi)(zhi)接影響到(dao)(dao)電熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)，同時在電熔(rong)過程中(zhong)也直(zhi)(zhi)接影響到(dao)(dao)電熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)得到(dao)(dao)的(de)品級(ji)(ji)比(bi)例(li)，因(yin)此，為(wei)了(le)保(bao)證電熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)和(he)品級(ji)(ji)比(bi)例(li)，必(bi)須對各種礦(kuang)石進行適當的(de)配比(bi)后進行熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國(guo)的遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的礦源非(fei)常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電(dian)熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的原(yuan)料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的化學(xue)成分見表2。

表2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。以(yi)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂作為電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂原料，可以(yi)使生產(chan)環境得到改善，可以(yi)降低運(yun)輸費用(yong)。由(you)于電熔(rong)時排出氣體少，成分(fen)也較均勻，對提(ti)高電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂質量有利。

我國(guo)有一些電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成球(qiu)料(liao)(liao)入(ru)爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量達(da)到(dao)98%，以(yi)此料(liao)(liao)能生(sheng)(sheng)產出白色大(da)結晶(jing)電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費用高，影響生(sheng)(sheng)產成本。目(mu)前(qian)，有的(de)廠(chang)家采用反射(she)爐輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石好，成本又比用球(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而得到(dao)了一定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂。為(wei)了(le)某些電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有時(shi)必須在電熔過程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔原料，如采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔原料，一般首先利用(yong)(yong)處理海(hai)水和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生產氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方(fang)法也(ye)可以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)制(zhi)取(qu)方(fang)法)，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原料生產電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少量的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增(zeng)加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)需(xu)的(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量降低，其(qi)降低量與(yu)(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面(mian)積成(cheng)正比，所(suo)以必須提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才(cai)能(neng)離開第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續(xu)運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面(mian)積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須變形，第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒(li)長大的(de)(de)極限(xian)尺寸愈小。

另一(yi)方面為了(le)降低(di)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的顯(xian)氣孔率(lv)，也應盡量減(jian)少(shao)原料氧(yang)化鎂(mei)的氣體排出，因(yin)此(ci)，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)有(you)其顯(xian)著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)和分(fen)子(zi)的(de)量子(zi)力學本性(xing)如離子(zi)半徑的(de)尺寸，離子(zi)的(de)電(dian)位數值，離子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外(wai)層結構等相關聯(lian)。而(er)氧化(hua)鎂(mei)的(de)離子(zi)尺寸、質(zhi)量和電(dian)荷、陽離子(zi)和陰離子(zi)之間的(de)結合(he)特性(xing)和強度、離子(zi)的(de)極化(hua)作用、結晶構造等決定它是一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化(hua)鎂的熔點和結構參數：陽離(li)(li)子(zi)半徑0.074mm;陰離(li)(li)子(zi)半徑0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配位(wei)數6;有(you)效配位(wei)數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂制造的最(zui)重要過(guo)程(cheng)是由各(ge)種(zhong)鎂質原料，通過(guo)各(ge)種(zhong)形式的加熱(re)方法(fa)產(chan)生高溫(wen)使(shi)(shi)鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)體(ti)(ti)。要使(shi)(shi)氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)融，必須消耗(hao)大量的熱(re)能，以克服(fu)離子間的引(yin)力(li)。通過(guo)強大電弧產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的方法(fa)叫做電弧熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)過(guo)程(cheng)一般(ban)包括熱(re)的傳導(dao)、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)(ti)長大等一系列物理化(hua)學變(bian)化(hua)的過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水過(guo)程(cheng)(cheng)。用水鎂石作(zuo)原料有一脫(tuo)(tuo)水過(guo)程(cheng)(cheng)。水鎂石的主要成分是(shi)(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水過(guo)程(cheng)(cheng)是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用菱鎂(mei)礦作為(wei)原料時有一(yi)個(ge)脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包括(kuo)兩個(ge)方面。一(yi)方面是(shi)菱鎂(mei)礦石(shi)的熱(re)分解(jie)，菱鎂(mei)礦石(shi)的主要成分是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)(dian)(dian)(dian)熔過程(cheng)中(zhong)往往在原(yuan)料(liao)氧(yang)化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨粉末(mo)添加(jia)物(助劑)，在電(dian)(dian)(dian)(dian)熔爐起動過程(cheng)中(zhong)需(xu)在三電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨粉末(mo)鋪成(cheng)三角(jiao)形或星形導線路(lu)，在通電(dian)(dian)(dian)(dian)過程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒損或完全燃燒除(chu)去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過程(cheng)。熔(rong)化過程(cheng)即(ji)氧(yang)化鎂中(zhong)鎂離(li)子(zi)和(he)氧(yang)離(li)子(zi)在(zai)強電弧產生的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)(neng)作用下(xia)，克服單晶體中(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變成能(neng)(neng)(neng)自由(you)運動的(de)(de)過程(cheng)。也(ye)就是(shi)說，氧(yang)化鎂加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點(dian))就會由(you)固(gu)體變成液體，叫熔(rong)化。在(zai)這(zhe)一過程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)電能(neng)(neng)(neng)。據(ju)電熔(rong)凝氧(yang)化鎂生產者對用水鎂石作原(yuan)料生產電熔(rong)凝氧(yang)化鎂的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比(bi)例如下(xia)：氧(yang)化鎂晶體生成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數(shu)據(ju)可以看出，在(zai)電熔(rong)