電(dian)弧(hu)(hu)熔(rong)(rong)爐生產電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂的工(gong)藝流程主要包(bao)括：原料(liao)(liao)配料(liao)(liao)、電(dian)弧(hu)(hu)熔(rong)(rong)融、破碎、選(xuan)別(bie)(bie)、粉碎、篩別(bie)(bie)、磁(ci)選(xuan)、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國(guo)有豐富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又易于開(kai)采(cai)，因此(ci)，被(bei)廣泛用(yong)作(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)原料。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從(cong)爐內(nei)排(pai)出影響著電(dian)熔過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)結晶帶(dai)的(de)形成均有不(bu)利影響，由于大量(liang)塵料飛損，使物(wu)料損耗和能量(liang)消(xiao)耗增高(gao)，也惡(e)化(hua)(hua)了車間生(sheng)產環境。但由于優質菱鎂礦石容易獲(huo)得，價格很低廉，所(suo)以，仍是我國電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂用(yong)得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧化鎂(mei)的含量高低和化學成分直接影響(xiang)到電熔凝(ning)氧化鎂(mei)的質量，同時在(zai)電熔過(guo)程中也直接影響(xiang)到電熔凝(ning)氧化鎂(mei)得(de)到的品級比例，因(yin)此(ci)，為了保證電熔凝(ning)氧化鎂(mei)的質量和品級比例，必須(xu)對(dui)各種(zhong)礦(kuang)石進(jin)行適(shi)當的配比后(hou)進(jin)行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)石。我國的(de)(de)遼(liao)寧(ning)省(sheng)水鎂(mei)(mei)石的(de)(de)礦(kuang)源非常(chang)豐(feng)富，水鎂(mei)(mei)石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高(gao)于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它(ta)也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料，部(bu)分地(di)區水鎂(mei)(mei)石的(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分見(jian)表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使生產環境得到(dao)改善，可以降低(di)運輸(shu)費用(yong)。由(you)于電熔時排出氣體少，成分也較均勻，對提(ti)高電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有一(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料入爐電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到(dao)(dao)98%，以此料能生產(chan)出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于成球(qiu)費用(yong)高(gao)，影響(xiang)生產(chan)成本。目(mu)前，有的(de)廠家(jia)采用(yong)反射爐輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成本又比用(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因而(er)得到(dao)(dao)了(le)一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)了(le)某些電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊(shu)要求，有時(shi)必(bi)須(xu)在電熔(rong)(rong)(rong)過(guo)程中采用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)(rong)原料，如采用(yong)海水(shui)鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)(rong)原料，一般首先利用(yong)處(chu)理海水(shui)和(he)石灰(hui)乳作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)生產(chan)(chan)氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)。用(yong)其(qi)他方法也(ye)可(ke)以制得輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工業氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取方法)，采用(yong)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)原料生產(chan)(chan)電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因(yin)為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)(ji)成(cheng)正比，所以必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才(cai)能(neng)離開第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并(bing)且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積(ji)(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極限尺(chi)寸愈小。

另一方(fang)面為了降(jiang)低電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的顯(xian)氣(qi)孔率(lv)，也應(ying)盡量(liang)減少(shao)原料(liao)氧化(hua)鎂(mei)的氣(qi)體(ti)排出，因此(ci)，采用燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)電(dian)(dian)熔有其顯(xian)著(zhu)優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位(wei)數(shu)值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結構等(deng)相關聯。而氧(yang)化鎂(mei)的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合特性和(he)強(qiang)度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化作(zuo)用、結晶構造等(deng)決(jue)定(ding)它是一高熔點化合物。

氧(yang)化鎂的熔點和結構(gou)參數：陽離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位(wei)(wei)數6;有效配位(wei)(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)(de)最重要(yao)過程(cheng)是由各(ge)(ge)種鎂(mei)質原(yuan)料(liao)，通(tong)過各(ge)(ge)種形式(shi)的(de)(de)加(jia)熱方(fang)(fang)法產生高(gao)溫使(shi)鎂(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要(yao)使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)，必(bi)須消(xiao)耗大量(liang)的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引(yin)力。通(tong)過強(qiang)大電(dian)弧產生高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)(fang)法叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)(rong)法。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)一(yi)般包括熱的(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等(deng)一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過程(cheng)。

①脫水過(guo)程(cheng)。用水鎂石(shi)作(zuo)原料有(you)一脫水過(guo)程(cheng)。水鎂石(shi)的主要成分(fen)是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)(cheng)。用菱鎂(mei)礦作為原料時有一(yi)個脫碳過程(cheng)(cheng)，脫碳過程(cheng)(cheng)包(bao)括兩個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是(shi)(shi)菱鎂(mei)礦石(shi)的(de)熱分(fen)解，菱鎂(mei)礦石(shi)的(de)主要成分(fen)是(shi)(shi)碳酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在(zai)電熔(rong)過程中往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中加(jia)入石(shi)墨粉末添(tian)加(jia)物(助劑)，在(zai)電熔(rong)爐起動過程中需在(zai)三電極(石(shi)墨電極)的下端(duan)用石(shi)墨粉末鋪成(cheng)三角形(xing)(xing)或(huo)星形(xing)(xing)導線路，在(zai)通電過程中受熱燒損或(huo)完全(quan)燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)即氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子和(he)氧離子在強電(dian)弧(hu)產生(sheng)的(de)(de)熱(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)格(ge)能(neng)的(de)(de)束(shu)縛，變(bian)(bian)成(cheng)能(neng)自由運動(dong)的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。也就是說，氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一定溫度(du)(熔(rong)點)就會由固體(ti)變(bian)(bian)成(cheng)液體(ti)，叫(jiao)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過程(cheng)(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者對(dui)用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如(ru)下：氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面(mian)散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出，在電(dian)熔(rong)