電(dian)弧熔(rong)爐生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的工藝流(liu)程主要(yao)包括：原(yuan)料配料、電(dian)弧熔(rong)融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐富的優(you)質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于有大(da)量氣體(ti)從(cong)爐內排出影(ying)響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧(yang)(yang)化鎂的結晶帶的形成均有不利影響，由(you)(you)于大量塵料飛損，使(shi)物料損耗和能(neng)量消耗增高(gao)，也(ye)惡化了(le)車間生產環境。但由(you)(you)于優質菱鎂礦石容易獲得，價(jia)格(ge)很低廉，所以，仍(reng)是我國電熔氧(yang)(yang)化鎂用得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)含量高低和化(hua)學成(cheng)分直接影(ying)響到電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量，同時在電熔(rong)過程中也(ye)直接影(ying)響到電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到的(de)(de)品級比例(li)，因此，為了保證電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量和品級比例(li)，必須對各種礦(kuang)石(shi)進(jin)行(xing)適當的(de)(de)配(pei)比后進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我(wo)國的(de)(de)遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)(de)礦源非(fei)常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石。它也是一種(zhong)制造電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料(liao)，部(bu)分(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)(de)化(hua)學成分(fen)見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)。以(yi)(yi)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)作為電(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)原料(liao)，可以(yi)(yi)使生產環(huan)境得到改善(shan)，可以(yi)(yi)降(jiang)低運(yun)輸費用。由于電(dian)熔時排出氣體少，成分也較均勻(yun)，對(dui)提(ti)高電(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)質量有利。

我國有一些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入(ru)爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)達(da)到(dao)98%，以此料(liao)能生產(chan)出(chu)白色大結晶電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費用高，影響生產(chan)成本(ben)。目前，有的(de)(de)(de)廠家(jia)采用反射(she)爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)比(bi)用菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成本(ben)又比(bi)用球(qiu)料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜，因(yin)而得(de)到(dao)了(le)一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)推廣。

④燒(shao)結鎂砂。為(wei)了某些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)特殊要求，有時(shi)必(bi)須在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)結鎂砂作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原料，如采(cai)用(yong)海(hai)水(shui)(shui)鎂砂作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原料，一(yi)般首(shou)先(xian)利用(yong)處(chu)理海(hai)水(shui)(shui)和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產(chan)氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂，將(jiang)氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂煅(duan)燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂。用(yong)其他方(fang)法也可以制得(de)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(詳見工(gong)業氧(yang)化(hua)鎂的(de)制取方(fang)法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂作(zuo)(zuo)為(wei)原料生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂。奧絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)，極少量(liang)的(de)雜質(zhi)氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質(zhi)，可明(ming)顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)長大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)界運(yun)動所(suo)需(xu)的(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成(cheng)正(zheng)比，所(suo)以必(bi)須提高晶(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)界才(cai)能(neng)離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界必(bi)須變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長大的(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了降低電(dian)(dian)熔凝氧化鎂的(de)顯氣(qi)孔率(lv)，也應(ying)盡量(liang)減少原料氧化鎂的(de)氣(qi)體排出，因此，采用(yong)燒結鎂砂電(dian)(dian)熔有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)鎂(mei)單晶的(de)化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)數值，離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等相(xiang)關(guan)聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量(liang)和(he)電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)結(jie)合(he)特性(xing)和(he)強(qiang)度、離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用(yong)、結(jie)晶(jing)構造(zao)等決定它(ta)是(shi)一高熔點化(hua)合(he)物。

氧(yang)化鎂的熔(rong)點和結(jie)構(gou)參數(shu)：陽離(li)子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑(jing)0.53mm;結(jie)構(gou)類型(xing)NaCl;配(pei)位(wei)(wei)數(shu)6;有(you)效配(pei)位(wei)(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)(de)(de)(de)最重要(yao)過程是由各種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料，通過各種(zhong)形式(shi)的(de)(de)(de)(de)加熱方(fang)法(fa)產生高溫使(shi)鎂(mei)質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)，變(bian)成氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要(yao)使(shi)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)融，必須消耗大(da)量的(de)(de)(de)(de)熱能，以克服離(li)子間的(de)(de)(de)(de)引力。通過強大(da)電弧產生高溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)叫(jiao)做電弧熔(rong)(rong)(rong)融法(fa)。這(zhe)個融化(hua)過程一(yi)般(ban)包括熱的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長大(da)等一(yi)系列物(wu)理化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)(de)過程。

①脫水過程。用水鎂石(shi)(shi)作原料(liao)有一脫水過程。水鎂石(shi)(shi)的主要成(cheng)分(fen)是(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦作為(wei)原料(liao)時有一(yi)個脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)，脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)包括兩個方面。一(yi)方面是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石的(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石的(de)主要成分是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電熔(rong)過(guo)程中(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化鎂(mei)中(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)添(tian)加物(wu)(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)電熔(rong)爐起動過(guo)程中(zhong)需在(zai)(zai)三(san)電極(石(shi)(shi)墨(mo)電極)的下(xia)端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三(san)角(jiao)形或星形導線路(lu)，在(zai)(zai)通電過(guo)程中(zhong)受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強電弧產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)能作(zuo)用下(xia)，克(ke)服(fu)單晶(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格(ge)能的(de)(de)束(shu)縛，變成能自由(you)(you)運動的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。也就(jiu)(jiu)是說(shuo)，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就(jiu)(jiu)會由(you)(you)固體變成液(ye)體，叫熔(rong)化(hua)。在這(zhe)(zhe)一(yi)過程(cheng)(cheng)中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)電能。據電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算，熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比例如(ru)下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值15.3%，散砂生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)值6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)值28.8%。電能損失值3.2%，從這(zhe)(zhe)些統(tong)計數據可以看出(chu)，在電熔(rong)