電(dian)弧熔(rong)(rong)爐生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂的(de)工藝流程(cheng)主要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧熔(rong)(rong)融、破(po)碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國(guo)有豐富的優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高(gao)，又易(yi)于開采，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)的原料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從(cong)爐(lu)內排出影(ying)響(xiang)著(zhu)電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形成均有不(bu)利影響(xiang)，由于(yu)大量塵料飛損(sun)(sun)，使物料損(sun)(sun)耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也(ye)惡化了車間生產環(huan)境。但由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲(huo)得，價(jia)格(ge)很低廉，所以，仍是(shi)我(wo)國(guo)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)用得最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂的含量高低和化(hua)學(xue)成分直(zhi)(zhi)接(jie)影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂的質量，同(tong)時在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)也(ye)直(zhi)(zhi)接(jie)影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂得到的品級(ji)比例(li)，因此，為了(le)保證電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂的質量和品級(ji)比例(li)，必須對各種礦石(shi)進(jin)行(xing)(xing)適(shi)當的配比后進(jin)行(xing)(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非常(chang)豐富(fu)，水鎂(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)原料，部分(fen)地(di)區水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)(hua)學成分(fen)見表2。

表2水鎂(mei)石的化學(xue)成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂作為電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂原料(liao)，可以(yi)使生產(chan)環境得(de)到(dao)改善，可以(yi)降低運輸費(fei)用。由于電(dian)(dian)熔(rong)時排(pai)出(chu)氣體(ti)少，成分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂質(zhi)量有利。

我國有(you)(you)一些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)成(cheng)球(qiu)(qiu)料入爐電(dian)熔。輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量達到(dao)98%，以此料能(neng)生產出白(bai)色大(da)結晶電(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)(qiu)費用(yong)高，影(ying)響生產成(cheng)本。目(mu)前，有(you)(you)的廠家采(cai)用(yong)反(fan)射爐輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以一定(ding)的粒(li)度加入熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本又比用(yong)球(qiu)(qiu)料作原料時便宜，因而得到(dao)了一定(ding)的推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某(mou)些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)(te)殊要(yao)求，有(you)時必(bi)須(xu)(xu)在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料，如采(cai)用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料，一般首(shou)先利用(yong)處理海(hai)水和石(shi)灰乳作(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他(ta)方法也(ye)(ye)可(ke)以制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法)，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料生產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極少量的(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)雜(za)質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界運動所需的(de)能量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能量降低，其降低量與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成正比(bi)，所以必(bi)須(xu)(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界才(cai)能離開第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界必(bi)須(xu)(xu)變形，第二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)極限尺寸愈小。

另一方面為(wei)了降低電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的顯氣孔率，也應盡量(liang)減少原料(liao)氧化(hua)鎂的氣體排(pai)出，因此，采用燒結(jie)鎂砂電(dian)(dian)熔(rong)有其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性(xing)是同原(yuan)子(zi)和分子(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)力(li)學(xue)本性(xing)如離(li)(li)(li)(li)子(zi)半(ban)徑的(de)(de)(de)尺(chi)(chi)寸，離(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電位(wei)數值，離(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)外層結構(gou)等相(xiang)關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)(li)子(zi)尺(chi)(chi)寸、質量和電荷、陽離(li)(li)(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)(li)(li)子(zi)之(zhi)間的(de)(de)(de)結合特性(xing)和強度、離(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用、結晶構(gou)造等決定它是一高熔點化(hua)合物。

氧(yang)化(hua)鎂的熔點和結(jie)構參數：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造的最(zui)重要(yao)過(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料(liao)，通(tong)過(guo)各種形式的加熱方(fang)法產生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔化(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔體。要(yao)使氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔融(rong)(rong)，必(bi)須消耗大量(liang)的熱能，以克(ke)服離(li)子間的引力。通(tong)過(guo)強大電(dian)弧(hu)產生(sheng)高溫而熔化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的方(fang)法叫做電(dian)弧(hu)熔融(rong)(rong)法。這個融(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)一般包括(kuo)熱的傳導、脫(tuo)(tuo)水、脫(tuo)(tuo)碳、熔化(hua)、析晶、晶體長大等(deng)一系列物理化(hua)學變化(hua)的過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂石作(zuo)原料有一脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石的(de)主要成分(fen)是(shi)氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱鎂(mei)礦作為原料時有(you)一個脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括兩個方面。一方面是(shi)菱鎂(mei)礦石的熱分解(jie)，菱鎂(mei)礦石的主要成分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)(dian)熔過程(cheng)中(zhong)往往在原料氧化鎂(mei)中(zhong)加入(ru)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉(fen)末添加物(wu)(助(zhu)劑)，在電(dian)(dian)熔爐起(qi)動過程(cheng)中(zhong)需在三(san)電(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉(fen)末鋪成三(san)角形(xing)或星形(xing)導線(xian)路(lu)，在通電(dian)(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱(re)燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離(li)子和(he)氧(yang)離(li)子在(zai)強電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用(yong)下，克服單(dan)晶(jing)體(ti)中的(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)自由(you)運動的(de)過程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會(hui)由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過程(cheng)(cheng)中需消耗大量(liang)的(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生產(chan)者對(dui)用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)(re)消耗的(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)消耗值(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據(ju)可以看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)