電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧(yang)化鎂的工藝流程主(zhu)要包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧(hu)熔融、破(po)碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁(ci)選(xuan)、分(fen)類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量高，又易于(yu)開(kai)采，因(yin)此，被廣泛用作電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的原料。采用菱鎂(mei)石(shi)(shi)作原料，碳酸鎂(mei)分解產(chan)生CO2氣(qi)體(ti)，由于(yu)有大量氣(qi)體(ti)從爐內排出影響(xiang)著電熔過(guo)程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響，由于(yu)(yu)大量(liang)塵料飛損，使物(wu)料損耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增(zeng)高，也(ye)惡化(hua)了車間生(sheng)產環境。但(dan)由于(yu)(yu)優(you)質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉(lian)，所以，仍是我國電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)用得最多最廣(guang)泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)的含量(liang)(liang)高低和化學成分直接(jie)影(ying)響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的質(zhi)量(liang)(liang)，同時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)也直接(jie)影(ying)響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)得(de)到的品(pin)級比例(li)，因此(ci)，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的質(zhi)量(liang)(liang)和品(pin)級比例(li)，必須對各種礦石進行(xing)適當的配比后進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國(guo)的(de)遼(liao)寧(ning)省(sheng)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分(fen)地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化(hua)學(xue)成分(fen)見表2。

表2水鎂(mei)石(shi)的化學(xue)成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為(wei)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可(ke)以使生產環境得到(dao)改善，可(ke)以降低運輸費用(yong)。由于電熔時排(pai)出氣體少，成分也較均勻(yun)，對(dui)提高(gao)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利(li)。

我國(guo)有(you)一(yi)些電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐(lu)電熔(rong)。輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量達到98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產出白色大(da)結晶電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成球(qiu)費用(yong)高，影(ying)響(xiang)生(sheng)產成本。目前(qian)，有(you)的(de)廠家采用(yong)反射(she)爐(lu)輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)粒度(du)加(jia)入熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量比(bi)用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)好，成本又比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜，因而得到了一(yi)定(ding)的(de)推廣(guang)。

④燒結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時(shi)(shi)必須在電熔(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)(yuan)料，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)(yuan)料，一般首(shou)先利(li)用(yong)(yong)(yong)處理海水和石(shi)灰(hui)乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方法(fa)也可以制(zhi)得輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)料生產電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少(shao)量(liang)(liang)的(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜(za)質，可明顯(xian)影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大(da)。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界運(yun)動所(suo)需的(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)成正比，所(suo)以必須提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界才能(neng)離(li)開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界必須變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的(de)極限(xian)尺寸愈(yu)小。

另(ling)一方面為了(le)降低電熔凝氧化鎂的顯氣孔率，也應盡(jin)量(liang)減(jian)少原(yuan)料(liao)氧化鎂的氣體排出，因此，采用燒結鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原(yuan)子(zi)和(he)(he)分子(zi)的(de)(de)(de)(de)量子(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)半徑的(de)(de)(de)(de)尺(chi)(chi)寸，離(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)電位數值(zhi)，離(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)電子(zi)外層(ceng)結構等(deng)相關聯。而氧化鎂的(de)(de)(de)(de)離(li)子(zi)尺(chi)(chi)寸、質(zhi)量和(he)(he)電荷、陽離(li)子(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)之間的(de)(de)(de)(de)結合特性(xing)和(he)(he)強度、離(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)極化作用(yong)、結晶構造(zao)等(deng)決定(ding)它是一高熔點化合物。

氧化鎂的熔點(dian)和(he)結構(gou)參(can)數(shu)：陽(yang)離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有效(xiao)配位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)(de)最重要(yao)(yao)過(guo)程(cheng)是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)質原料，通過(guo)各(ge)種(zhong)形(xing)式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法產生高(gao)溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要(yao)(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大量的(de)(de)熱(re)能，以克服(fu)離子間的(de)(de)引(yin)力。通過(guo)強大電(dian)弧(hu)產生高(gao)溫而(er)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法叫(jiao)做(zuo)電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱(re)的(de)(de)傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體長大等(deng)一(yi)系列(lie)物(wu)理化(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料有一脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主(zhu)要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為原料時有一(yi)個脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包括兩個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于(yu)在(zai)電熔過程(cheng)中(zhong)往(wang)(wang)往(wang)(wang)在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入(ru)石(shi)(shi)墨粉末添加物(助劑)，在(zai)電熔爐起動過程(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)電極(ji)(石(shi)(shi)墨電極(ji))的(de)下端用(yong)石(shi)(shi)墨粉末鋪(pu)成三(san)角(jiao)形或星(xing)形導線路，在(zai)通電過程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完(wan)全燃(ran)燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔化(hua)(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂中鎂離子和氧(yang)(yang)(yang)離子在(zai)強電弧產生(sheng)的(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作用(yong)下，克(ke)服單(dan)晶體中的(de)晶格能(neng)(neng)的(de)束(shu)縛，變成能(neng)(neng)自(zi)由(you)運動的(de)過(guo)程。也就是(shi)說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔點)就會由(you)固體變成液體，叫熔化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)過(guo)程中需消耗大(da)量的(de)電能(neng)(neng)。據電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂生(sheng)產者對(dui)用(yong)水(shui)鎂石作原(yuan)料生(sheng)產電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)熱(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)消耗的(de)比例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂晶體生(sheng)成熱(re)(re)消耗值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計(ji)數據可以看(kan)出，在(zai)電熔