電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧(yang)化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料配(pei)料、電(dian)弧(hu)熔融、破(po)碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分(fen)類包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)優質菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量(liang)高(gao)，又易于開(kai)采(cai)，因此，被廣(guang)泛用作電熔氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料。采(cai)用菱鎂(mei)(mei)(mei)石作原料，碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(mei)分(fen)解產生CO2氣(qi)體，由于有大量(liang)氣(qi)體從爐內排出(chu)影響(xiang)著(zhu)電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)鎂的結晶帶的形(xing)成均有不(bu)利影響，由(you)于(yu)大量(liang)塵料飛損，使物(wu)料損耗和(he)能(neng)量(liang)消耗增(zeng)高，也(ye)惡化(hua)了車間生產(chan)環境。但由(you)于(yu)優質菱鎂礦石容易獲得(de)，價格很(hen)低廉(lian)，所以，仍是我(wo)國電(dian)熔氧化(hua)鎂用得(de)最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石中氧化(hua)(hua)(hua)鎂的含量高低(di)和化(hua)(hua)(hua)學成分直接影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的質(zhi)量，同時在電熔(rong)過程(cheng)中也直接影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂得(de)到(dao)的品級比(bi)例(li)，因此，為了(le)保證電熔(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的質(zhi)量和品級比(bi)例(li)，必須對各種(zhong)礦石進(jin)行適當的配比(bi)后進(jin)行熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)礦(kuang)(kuang)源非(fei)常(chang)豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)高(gao)于(yu)菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)。它也(ye)是(shi)一種制造電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料(liao)，部分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)化(hua)學(xue)成分見表2。

表2水鎂石的(de)化學(xue)成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化鎂(mei)作為電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原料，可以使生(sheng)產環境得到(dao)改(gai)善(shan)，可以降(jiang)低(di)運輸費(fei)用。由(you)于電熔(rong)時(shi)排出(chu)氣(qi)體少，成分也(ye)較均勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質量有(you)利。

我國有(you)一些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂以輕燒(shao)氧(yang)化鎂制成球料入爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化鎂的(de)(de)氧(yang)化鎂含量(liang)達到98%，以此料能(neng)生(sheng)產出白(bai)色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂。但由(you)于成球費(fei)用(yong)高，影響生(sheng)產成本。目前，有(you)的(de)(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)化鎂，以一定(ding)的(de)(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂礦石好，成本又比用(yong)球料作原料時便宜，因而得到了一定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了(le)某些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊(shu)要(yao)求(qiu)，有時(shi)必(bi)須在電(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)采用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，如采用(yong)(yong)海(hai)(hai)水鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，一般首先(xian)利用(yong)(yong)處(chu)理海(hai)(hai)水和石灰乳作用(yong)(yong)生產氫(qing)氧化鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧化鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他(ta)方法也(ye)可(ke)以制得輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見(jian)工(gong)業氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方法)，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)作為(wei)(wei)原料(liao)生產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認(ren)為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)(za)質氣體(相(xiang))也(ye)屬(shu)于晶體的(de)(de)雜(za)(za)質，可(ke)明顯影響晶粒(li)的(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)(za)質相(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)在于增(zeng)加晶界運(yun)動所需的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。當晶界與第二相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，晶體能(neng)(neng)量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與第二相(xiang)橫截面(mian)積(ji)(ji)成正比，所以必(bi)須提高晶界能(neng)(neng)，晶界才能(neng)(neng)離開第二相(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶界與第二相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，與第二相(xiang)橫截面(mian)積(ji)(ji)相(xiang)等(deng)的(de)(de)晶界必(bi)須變形，第二相(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶粒(li)長大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方(fang)面為了(le)降(jiang)低電(dian)熔(rong)凝氧化鎂的顯氣(qi)孔(kong)率，也應盡量減少(shao)原料(liao)氧化鎂的氣(qi)體排出，因此，采(cai)用(yong)燒(shao)結鎂砂電(dian)熔(rong)有其顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學(xue)原料(liao)質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特性(xing)是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如離子(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的尺寸，離子(zi)(zi)(zi)的電位數值，離子(zi)(zi)(zi)的電子(zi)(zi)(zi)外層結構等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的離子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和(he)電荷(he)、陽(yang)離子(zi)(zi)(zi)和(he)陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)之間(jian)的結合(he)特性(xing)和(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)的極化(hua)作用、結晶構造等(deng)決定(ding)它是一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化(hua)鎂的(de)熔(rong)點和結(jie)(jie)構參數(shu)：陽離子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半徑(jing)0.53mm;結(jie)(jie)構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)制造的(de)最重要過程是由(you)各種鎂(mei)質原料，通過各種形式的(de)加熱方法(fa)產生高溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化，變成氧化鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧化鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必(bi)須(xu)消(xiao)耗大量的(de)熱能，以克服離子間的(de)引(yin)力。通過強大電弧產生高溫而(er)熔(rong)(rong)化氧化鎂(mei)的(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化過程一(yi)般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體長大等一(yi)系(xi)列物理化學變化的(de)過程。

①脫(tuo)水過(guo)程。用水鎂(mei)石(shi)作原料有一脫(tuo)水過(guo)程。水鎂(mei)石(shi)的主要成(cheng)分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為(wei)原料時有一個(ge)脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包括(kuo)兩個(ge)方面。一方面是(shi)菱鎂(mei)礦(kuang)石的熱(re)分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石的主要成分是(shi)碳酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔過(guo)程(cheng)中往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中加(jia)入石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)添加(jia)物(助劑(ji))，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔爐起動(dong)過(guo)程(cheng)中需在(zai)(zai)三(san)電(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)鋪成三(san)角形或(huo)(huo)星形導(dao)線路，在(zai)(zai)通電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中受熱燒損(sun)或(huo)(huo)完(wan)全燃燒除(chu)去(qu)石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)熱(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克服單晶(jing)體中的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛，變(bian)(bian)成能(neng)自(zi)由運(yun)動(dong)的(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是(shi)說(shuo)，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會(hui)由固體變(bian)(bian)成液體，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這(zhe)一過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中需消耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生產(chan)者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)石作原料(liao)生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)比例如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體生成熱(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)(san)砂生成熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼(ke)的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散(san)(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看出，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)