電弧熔爐生產電熔氧化鎂的(de)工藝流程主要(yao)包括：原料配料、電弧熔融、破碎(sui)、選(xuan)別、粉(fen)碎(sui)、篩別、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的(de)(de)優(you)質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易于開采(cai)(cai)，因(yin)此，被廣泛用作電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原(yuan)料。采(cai)(cai)用菱鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由(you)于有大(da)量(liang)氣(qi)體從爐(lu)內排出(chu)影響著(zhu)電熔(rong)過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)的結晶帶的形(xing)成均有(you)不(bu)利(li)影響，由(you)于(yu)大量塵(chen)料飛損，使物料損耗和能量消耗增高，也(ye)惡化了車(che)間生產環境。但由(you)于(yu)優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦石容易(yi)獲得，價格很低廉(lian)，所(suo)以，仍是我國電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)用得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和化學成分直接影(ying)響到電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同時在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中也直接影(ying)響到電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)得到的(de)品級比例(li)(li)，因(yin)此，為了保證(zheng)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和品級比例(li)(li)，必須對各種礦(kuang)石進行適當的(de)配比后進行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂石(shi)。我國的遼寧省水(shui)鎂石(shi)的礦(kuang)源非常豐富(fu)，水(shui)鎂石(shi)中氧化鎂含(han)量高于菱鎂礦(kuang)石(shi)。它也是一(yi)種制造電熔凝(ning)氧化鎂的原料(liao)，部分地區水(shui)鎂石(shi)的化學成分見(jian)表2。

表2水鎂石的(de)化學(xue)成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂作為電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂原料(liao)，可(ke)以(yi)使生產環境得到改善(shan)，可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)運輸(shu)費用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國有一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂以(yi)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂制成(cheng)(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)料入(ru)爐電(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂含量達到(dao)98%，以(yi)此料能生產出白色(se)大(da)結晶(jing)電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂。但(dan)由于(yu)成(cheng)(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)費用(yong)(yong)高(gao)，影響(xiang)生產成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)。目前，有的廠家采用(yong)(yong)反射(she)爐輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂，以(yi)一定的粒度加入(ru)熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的質量比用(yong)(yong)菱鎂礦石好，成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)又比用(yong)(yong)球(qiu)(qiu)料作原料時便宜，因(yin)而得(de)到(dao)了一定的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)了某些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特(te)殊要求(qiu)，有時必須在(zai)電熔(rong)過程中采用燒(shao)結鎂(mei)砂作為(wei)電熔(rong)原料(liao)，如(ru)采用海水鎂(mei)砂作為(wei)電熔(rong)原料(liao)，一般首(shou)先(xian)利用處理海水和石(shi)灰乳作用生(sheng)(sheng)產(chan)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅(duan)燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用其他方(fang)法也可以制得(de)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制取方(fang)法)，采用輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作為(wei)原料(liao)生(sheng)(sheng)產(chan)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少量的(de)雜質氣體(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)雜質，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)粒的(de)長大。因為(wei)雜質相(xiang)的(de)作用在(zai)于(yu)增(zeng)加晶(jing)(jing)界(jie)運動所(suo)需(xu)的(de)能(neng)(neng)量。當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能(neng)(neng)量降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)橫截(jie)面(mian)積成正比，所(suo)以必須提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離(li)開第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須變(bian)形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)數量愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)粒長大的(de)極(ji)限(xian)尺(chi)寸(cun)愈(yu)小。

另一方面為了(le)降低電(dian)熔凝氧化鎂的顯氣孔率，也應(ying)盡(jin)量減少(shao)原料氧化鎂的氣體排出(chu)，因此，采(cai)用燒結鎂砂電(dian)熔有(you)其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)和分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和電荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結(jie)合特(te)性(xing)和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構造(zao)等決定(ding)它是一高(gao)熔點化(hua)(hua)合物(wu)。

氧化鎂的熔點和(he)結構(gou)參數(shu)：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)鎂制造的(de)(de)最重要過程是由各(ge)種(zhong)鎂質原料，通過各(ge)種(zhong)形式的(de)(de)加熱方法產生(sheng)高溫使鎂質材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧化(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要使氧化(hua)鎂熔(rong)融，必須消耗大(da)(da)量(liang)的(de)(de)熱能，以克服(fu)離子間的(de)(de)引力。通過強(qiang)大(da)(da)電弧(hu)產生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂的(de)(de)方法叫做(zuo)電弧(hu)熔(rong)融法。這個融化(hua)過程一(yi)般包(bao)括熱的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析(xi)晶、晶體(ti)長大(da)(da)等一(yi)系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過程。

①脫(tuo)水(shui)過程。用水(shui)鎂石作原料有一脫(tuo)水(shui)過程。水(shui)鎂石的主要成分是氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)過程。用(yong)菱鎂礦作為原料時有一(yi)個脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)過程包括兩個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是(shi)菱鎂礦石的熱分解，菱鎂礦石的主要成分是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)電(dian)熔過(guo)程中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧化鎂(mei)中(zhong)加入(ru)石墨(mo)(mo)(mo)粉(fen)末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)需(xu)在(zai)三電(dian)極(石墨(mo)(mo)(mo)電(dian)極)的下端(duan)用石墨(mo)(mo)(mo)粉(fen)末鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路(lu)，在(zai)通電(dian)過(guo)程中(zhong)受熱(re)燒損或完(wan)全燃燒除(chu)去石墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)過(guo)程即(ji)氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在(zai)(zai)強電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱能作用(yong)下，克服單晶(jing)體中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)晶(jing)格(ge)能的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能自由(you)運動(dong)的(de)(de)(de)過(guo)程。也(ye)就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱到一定溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體變(bian)成(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)(zai)這一過(guo)程中(zhong)(zhong)需消耗(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能。據(ju)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者對用(yong)水鎂(mei)石(shi)作原料生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱平衡的(de)(de)(de)衡算，熱消耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比(bi)例如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)成(cheng)熱消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消耗(hao)(hao)熱值(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)成(cheng)熱耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能損(sun)失值(zhi)3.2%，從這些(xie)統(tong)計數(shu)據(ju)可(ke)以看出，在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)