電弧熔爐生產(chan)電熔氧化鎂的工藝(yi)流(liu)程主(zhu)要(yao)包括：原(yuan)料配料、電弧熔融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分(fen)類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優(you)質菱鎂礦石，氧(yang)化鎂含量高，又(you)易于開(kai)采，因此(ci)，被廣泛用(yong)作(zuo)(zuo)電熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)原料(liao)。采用(yong)菱鎂石作(zuo)(zuo)原料(liao)，碳酸鎂分解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐(lu)內排出影響著(zhu)電熔(rong)過程的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)(hua)(hua)鎂的結(jie)晶帶(dai)的形(xing)成(cheng)均有不利(li)影(ying)響，由(you)于大量塵料飛損，使(shi)物(wu)料損耗和能量消耗增(zeng)高(gao)，也(ye)惡化(hua)(hua)(hua)了車間(jian)生產環(huan)境。但由(you)于優(you)質菱(ling)鎂礦石(shi)容易獲得(de)，價格很(hen)低廉，所以，仍是我國電熔氧化(hua)(hua)(hua)鎂用得(de)最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)含量高低和(he)化(hua)學成分(fen)直(zhi)接(jie)(jie)影響到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)質量，同(tong)時在電(dian)熔過程中也直(zhi)接(jie)(jie)影響到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂得(de)到(dao)的(de)(de)品級比(bi)(bi)例(li)，因此，為了保證電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)質量和(he)品級比(bi)(bi)例(li)，必須對各種礦石進行適當的(de)(de)配比(bi)(bi)后(hou)進行熔煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非常(chang)豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料，部(bu)分地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化學(xue)成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒氧化鎂(mei)。以輕(qing)燒氧化鎂(mei)作為(wei)電熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)原料，可以使生產環境得到改(gai)善，可以降低運輸費用。由于電熔(rong)(rong)時排(pai)出氣體少，成分也(ye)較均勻，對提高電熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)質量有利。

我國有一(yi)些電(dian)(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料入爐電(dian)(dian)熔。輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到(dao)98%，以此料能生產出白(bai)色(se)大結(jie)晶(jing)電(dian)(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球費(fei)用高，影響生產成(cheng)本。目(mu)前，有的(de)廠(chang)家采用反(fan)射(she)爐輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)，以一(yi)定(ding)的(de)粒度加入熔爐電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量比(bi)用菱(ling)鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用球料作原(yuan)料時便宜(yi)，因而得到(dao)了一(yi)定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)(wei)了某(mou)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)特殊要(yao)求，有時(shi)必(bi)須(xu)在電(dian)熔(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂作為(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)砂作為(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)(liao)，一般首先(xian)利用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)處理海(hai)水和(he)石灰(hui)乳(ru)作用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)其他方法也可以制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作為(wei)(wei)(wei)(wei)原料(liao)(liao)生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(tuo)(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)(wei)(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)雜質(zhi)(zhi)氣體(ti)(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)雜質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)(de)(de)(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)(wei)雜質(zhi)(zhi)相(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)界(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)與第二(er)(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)體(ti)能量(liang)降低，其降低量(liang)與第二(er)(er)(er)相(xiang)橫(heng)截面積成正(zheng)比，所(suo)以必(bi)須(xu)提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才能離開(kai)第二(er)(er)(er)相(xiang)繼續(xu)運動(dong)。并且當(dang)晶(jing)界(jie)與第二(er)(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，與第二(er)(er)(er)相(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)等的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第二(er)(er)(er)相(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)粒長大的(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)限尺寸(cun)愈小。

另一方面為了降低電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的顯(xian)氣(qi)孔(kong)率(lv)，也應盡量減少原料氧化(hua)鎂(mei)的氣(qi)體排出，因(yin)此，采用(yong)燒結(jie)鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂單晶的(de)化(hua)學(xue)原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的量(liang)子(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)如離子(zi)(zi)半徑的尺(chi)寸(cun)，離子(zi)(zi)的電位數值，離子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外層結構等相關聯。而氧化鎂的離子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質(zhi)量(liang)和(he)電荷(he)、陽(yang)離子(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)之(zhi)間的結合(he)特性(xing)和(he)強度、離子(zi)(zi)的極(ji)化作用、結晶(jing)構造(zao)等決定它(ta)是一高熔(rong)點(dian)化合(he)物。

氧化鎂(mei)的(de)熔點(dian)和結構參數(shu)：陽離子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重(zhong)要過程(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)(mei)質(zhi)原(yuan)料，通過各種(zhong)形(xing)式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法產生高(gao)溫使鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消(xiao)耗大(da)量的(de)(de)熱(re)能(neng)，以克(ke)服離子間(jian)的(de)(de)引(yin)力。通過強(qiang)大(da)電弧(hu)產生高(gao)溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)法叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)一(yi)般包括熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大(da)等(deng)一(yi)系列物理(li)化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過程(cheng)。

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

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為原料時有一(yi)個脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包括兩個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱鎂(mei)礦(kuang)石的(de)熱(re)分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石的(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在(zai)電熔(rong)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)末添加物(助劑)，在(zai)電熔(rong)爐起動過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)三電極(ji)(石(shi)(shi)墨(mo)電極(ji))的下(xia)端(duan)用石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成(cheng)三角形或(huo)星形導線路，在(zai)通電過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損(sun)或(huo)完全燃(ran)燒(shao)除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程(cheng)。熔(rong)化過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化鎂中鎂離子和(he)氧(yang)(yang)離子在(zai)(zai)強電(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中的(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)束(shu)縛，變成(cheng)能(neng)(neng)自由(you)運(yun)動的(de)過(guo)程(cheng)。也就是說(shuo)，氧(yang)(yang)化鎂加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化。在(zai)(zai)這(zhe)一過(guo)程(cheng)中需消耗(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)(ju)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂生(sheng)(sheng)產(chan)者對用水鎂石作原料(liao)生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂的(de)熱(re)(re)平衡(heng)(heng)的(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)(re)消耗(hao)的(de)比例(li)如(ru)下：氧(yang)(yang)化鎂晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼(ke)的(de)水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些(xie)統計(ji)數據(ju)(ju)可以看出(chu)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)