電(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的工藝流(liu)程主要包括(kuo)：原料配料、電(dian)弧熔(rong)融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分(fen)類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)(mei)含量高，又易于(yu)開(kai)采，因(yin)此，被廣泛用作電熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料。采用菱鎂(mei)(mei)石(shi)作原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由(you)于(yu)有大(da)量氣體從(cong)爐內(nei)排(pai)出影(ying)響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成(cheng)均有(you)不利影響(xiang)，由(you)于(yu)大量塵(chen)料(liao)飛損(sun)，使物(wu)料(liao)損(sun)耗和能量消耗增高，也惡化(hua)(hua)了車間生產環境(jing)。但由(you)于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是(shi)我國(guo)電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)用得(de)最多最廣(guang)泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中氧化(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和(he)化(hua)學成分直接影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同時(shi)在電(dian)熔(rong)過程中也直接影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)得到的(de)品(pin)級比(bi)例，因(yin)此(ci)，為(wei)了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)品(pin)級比(bi)例，必須對各種礦石進行適當的(de)配比(bi)后進行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的礦(kuang)源非(fei)常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的原料，部分地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的化(hua)學成分見表2。

表2水鎂石(shi)的(de)化學成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)作為(wei)電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)原料(liao)，可(ke)以使(shi)生產環境(jing)得到改善，可(ke)以降(jiang)低運輸(shu)費用。由于電熔時(shi)排出氣體少，成分(fen)也較(jiao)均勻，對(dui)提高電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)質量有利。

我(wo)國有一些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂制(zhi)成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂的氧(yang)(yang)化(hua)鎂含量達(da)到98%，以(yi)此料(liao)能生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂。但由于成(cheng)球(qiu)費(fei)用(yong)(yong)高，影響生產成(cheng)本(ben)。目前，有的廠家采用(yong)(yong)反射爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂，以(yi)一定(ding)的粒度加入熔(rong)(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的質量比用(yong)(yong)菱鎂礦(kuang)石好，成(cheng)本(ben)又比用(yong)(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜，因而(er)得到了(le)一定(ding)的推廣(guang)。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)(te)殊要求，有時(shi)(shi)必須在(zai)電(dian)熔過程(cheng)中采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔原料，如采用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔原料，一(yi)般首(shou)先(xian)利用(yong)處(chu)理海水和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒成輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法(fa)也可以(yi)制得輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采用(yong)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)原料生產電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)(wei)，極少量的(de)(de)雜質氣(qi)體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)雜質，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因(yin)為(wei)(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)能量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)能量降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)(mian)積成正比，所(suo)以(yi)必須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能離開第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并(bing)且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必須變形，第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極限尺(chi)寸愈小。

另一方面為(wei)了降低電熔(rong)凝氧化鎂的顯氣孔率，也應(ying)盡量減(jian)少(shao)原料氧化鎂的氣體排(pai)出(chu)，因此(ci)，采用燒結鎂砂電熔(rong)有(you)其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)單(dan)晶的(de)化(hua)學(xue)原料(liao)質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本(ben)性如離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構等(deng)相關(guan)聯(lian)。而(er)氧化(hua)鎂(mei)的(de)離(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和(he)(he)(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)和(he)(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特性和(he)(he)(he)強(qiang)度、離(li)子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造(zao)等(deng)決定它是(shi)一高熔點化(hua)合物。

氧(yang)化鎂的熔(rong)點(dian)和結構參數：陽(yang)離(li)子(zi)半徑0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的最重要(yao)過程(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通過各(ge)種形式的加熱(re)方(fang)法(fa)產(chan)生高(gao)溫使鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要(yao)使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的熱(re)能，以克服離(li)子間的引力。通過強大(da)電弧產(chan)生高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方(fang)法(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)一(yi)般包括熱(re)的傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體長大(da)等一(yi)系(xi)列物理(li)化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的過程(cheng)。

①脫(tuo)水過程。用水鎂(mei)石作原(yuan)料有一脫(tuo)水過程。水鎂(mei)石的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用菱鎂礦(kuang)作為(wei)原料時有(you)一(yi)個脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包括兩個方面。一(yi)方面是菱鎂礦(kuang)石的(de)熱分(fen)解，菱鎂礦(kuang)石的(de)主要(yao)成分(fen)是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔過程中(zhong)往往在原料氧(yang)化鎂中(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)粉末添加物(助劑(ji))，在電(dian)熔爐(lu)起(qi)動過程中(zhong)需在三(san)(san)電(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末鋪成三(san)(san)角形(xing)或(huo)星形(xing)導線(xian)路，在通電(dian)過程中(zhong)受(shou)熱(re)燒損(sun)或(huo)完全燃燒除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的熱(re)(re)能(neng)作用下，克服單晶(jing)體(ti)中(zhong)(zhong)的晶(jing)格能(neng)的束縛，變成能(neng)自由(you)運(yun)動的過(guo)程(cheng)。也就(jiu)是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔點(dian))就(jiu)會由(you)固體(ti)變成液體(ti)，叫(jiao)熔化(hua)(hua)(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需(xu)消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水鎂(mei)石作原(yuan)料生(sheng)產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的熱(re)(re)平衡(heng)(heng)的衡(heng)(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據可以看出(chu)，在(zai)電(dian)(dian)熔