電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的工藝(yi)流(liu)程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破(po)碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的優質菱(ling)鎂礦(kuang)石，氧化(hua)鎂含(han)量高(gao)，又(you)易于(yu)(yu)開采(cai)，因此(ci)，被廣泛用作電熔氧化(hua)鎂的原料(liao)。采(cai)用菱(ling)鎂石作原料(liao)，碳酸鎂分(fen)解產生CO2氣體，由于(yu)(yu)有大量氣體從爐內排出(chu)影(ying)響著(zhu)電熔過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的結晶帶的形成均有不(bu)利影響，由于大量塵料(liao)飛損，使物(wu)料(liao)損耗和能(neng)量消(xiao)耗增高，也惡化了車(che)間生產環境(jing)。但由于優質(zhi)菱鎂礦石(shi)容易(yi)獲(huo)得，價格(ge)很低(di)廉，所以，仍是我國電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂用得最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的含(han)量(liang)高低和化(hua)(hua)學成分直接影響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)，同(tong)時在(zai)電熔(rong)過程中也直接影響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的品級(ji)(ji)比例(li)，因此(ci)，為了保證電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)和品級(ji)(ji)比例(li)，必須對各種礦(kuang)石進行適(shi)當的配比后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂石。我國的遼寧(ning)省水(shui)鎂石的礦源非常豐富，水(shui)鎂石中氧化(hua)鎂含量高(gao)于菱鎂礦石。它也是一種制(zhi)造電(dian)熔凝氧化(hua)鎂的原(yuan)料，部(bu)分地(di)區水(shui)鎂石的化(hua)學成(cheng)分見表2。

表(biao)2水(shui)鎂石的化學(xue)成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)降低運(yun)輸費用。由于電熔時排出(chu)氣體少，成分也較均勻，對提高(gao)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有一(yi)些(xie)電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)成球料入爐(lu)電熔。輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此(ci)料能生(sheng)(sheng)產出白色(se)大結晶電熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成球費用高，影(ying)響(xiang)生(sheng)(sheng)產成本。目(mu)前，有的廠(chang)家采用反射爐(lu)輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定的粒(li)度加入熔爐(lu)電熔，電熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的質量比用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)好，成本又比用球料作原料時便(bian)宜，因(yin)而(er)得到了一(yi)定的推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為了(le)某些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特殊(shu)要求，有(you)時(shi)必(bi)須(xu)在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原料，如采用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原料，一般首先(xian)利(li)用(yong)(yong)處理海(hai)水和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法(fa)(fa)也(ye)可以(yi)制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法(fa)(fa))，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為，極少(shao)量(liang)(liang)的(de)雜質氣體(ti)(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)的(de)雜質，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大。因為雜質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運(yun)(yun)動所需的(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)能(neng)量(liang)(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成正比，所以(yi)必(bi)須(xu)提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)(yun)動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一(yi)方面為了降低電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)顯(xian)氣孔率，也應盡量減少原料(liao)氧化鎂(mei)(mei)的(de)氣體排出，因(yin)此，采用燒結鎂(mei)(mei)砂電熔有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性是同(tong)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的電(dian)(dian)(dian)位(wei)數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間(jian)的結合特性和(he)強度(du)、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的極化(hua)作用、結晶構(gou)造等決定它是一高熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂(mei)的熔點和結(jie)構參數：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位(wei)數6;有(you)效(xiao)配位(wei)數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過程(cheng)(cheng)是(shi)由各種(zhong)鎂(mei)質原料(liao)(liao)，通過各種(zhong)形式的(de)(de)加(jia)熱方(fang)法(fa)產(chan)生(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)質材料(liao)(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要(yao)使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗(hao)大(da)(da)量的(de)(de)熱能，以克服(fu)離子間的(de)(de)引力。通過強大(da)(da)電弧產(chan)生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)融法(fa)。這個(ge)融化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)一般(ban)包括(kuo)熱的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)(da)等一系列物理化(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)(cheng)。用(yong)水(shui)鎂(mei)石作原料有一脫(tuo)水(shui)過程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的主要(yao)成分(fen)是氫(qing)氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)過程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)過程。用菱(ling)鎂礦作為原料時(shi)有一個(ge)(ge)脫(tuo)(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)(tuo)碳(tan)過程包括兩個(ge)(ge)方面。一方面是菱(ling)鎂礦石的熱(re)分解，菱(ling)鎂礦石的主(zhu)要成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在電(dian)熔過程中(zhong)(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)墨粉末(mo)添加物(助劑)，在電(dian)熔爐(lu)起動過程中(zhong)(zhong)需(xu)在三(san)電(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)極(ji))的(de)下端用石(shi)墨粉末(mo)鋪(pu)成三(san)角(jiao)形(xing)或(huo)星(xing)形(xing)導線路，在通(tong)電(dian)過程中(zhong)(zhong)受(shou)熱燒損或(huo)完全燃(ran)燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作用(yong)下，克服單晶體中的(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)自由運動的(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就會由固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)過程(cheng)(cheng)中需消(xiao)(xiao)(xiao)耗大量的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產者對用(yong)水鎂(mei)(mei)(mei)石作原(yuan)料(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)(xiao)耗熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻水耗熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)(de)水耗熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以(yi)看(kan)出，在(zai)電(dian)熔(rong)