電(dian)弧熔爐生產(chan)電(dian)熔氧化(hua)鎂的(de)工(gong)藝(yi)流程主要包括：原料配(pei)料、電(dian)弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分(fen)類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐(feng)富的(de)(de)優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)(shi)，氧化鎂(mei)含量高，又易于開采，因此，被廣泛(fan)用作(zuo)電熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)(de)原料。采用菱(ling)鎂(mei)石(shi)(shi)作(zuo)原料，碳酸(suan)鎂(mei)分解產生CO2氣體，由(you)于有(you)大量氣體從爐內排出影響著電熔(rong)過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔(rong)氧化鎂的結晶(jing)帶的形成均有不利影響，由(you)于(yu)大量(liang)塵料(liao)飛損，使(shi)物料(liao)損耗和能量(liang)消耗增高，也(ye)惡化了車間生產環(huan)境。但(dan)由(you)于(yu)優質菱鎂礦(kuang)石(shi)容易獲得(de)(de)，價格(ge)很低廉，所以，仍是我(wo)國電(dian)熔(rong)氧化鎂用得(de)(de)最多最廣泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的含量(liang)高低和(he)化(hua)(hua)學成分直接影響到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量(liang)，同時在電熔(rong)(rong)過程中(zhong)也直接影響到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到的品(pin)級比例，因此，為了保(bao)證(zheng)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量(liang)和(he)品(pin)級比例，必須對各種礦石進行(xing)(xing)適當的配比后進行(xing)(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是(shi)一種制造電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料，部分(fen)(fen)地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的化(hua)學(xue)成分(fen)(fen)見表2。

表2水鎂(mei)石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂。以輕燒氧(yang)化(hua)鎂作(zuo)為電熔氧(yang)化(hua)鎂原(yuan)料，可以使生產環(huan)境得到改(gai)善，可以降低(di)運輸(shu)費用。由于電熔時排出氣體(ti)少，成分也較均勻，對(dui)提高電熔氧(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國(guo)有(you)一(yi)些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成球(qiu)料入爐(lu)電(dian)熔。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此(ci)料能生產出白(bai)色大結晶電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由(you)于成球(qiu)費用高，影(ying)響生產成本(ben)。目(mu)前，有(you)的廠家采(cai)用反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定的粒度(du)加入熔爐(lu)電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量(liang)比(bi)用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石好，成本(ben)又比(bi)用球(qiu)料作原(yuan)料時(shi)便宜，因而(er)得到了一(yi)定的推廣。

④燒結鎂(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)(dian)熔凝氧化鎂(mei)的特殊要求，有時必須在電(dian)(dian)(dian)熔過程中采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔原(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)海水鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔原(yuan)料(liao)，一(yi)般(ban)首先利用(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)用(yong)生產(chan)氫氧化鎂(mei)，將氫氧化鎂(mei)煅燒成(cheng)輕燒氧化鎂(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法也可以(yi)制得輕燒氧化鎂(mei)(詳(xiang)見工(gong)業氧化鎂(mei)的制取方(fang)法)，采(cai)用(yong)輕燒氧化鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔凝氧化鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認(ren)為(wei)(wei)，極少量(liang)的雜(za)(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的雜(za)(za)質，可明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)的長大(da)。因為(wei)(wei)雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界運動所需的能量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能量(liang)降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所以(yi)必須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界才(cai)能離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的晶(jing)(jing)(jing)(jing)界必須變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長大(da)的極限尺寸愈(yu)(yu)小。

另一方面為了降低(di)電熔凝氧化鎂的顯(xian)氣孔率，也應盡量(liang)減少原料氧化鎂的氣體排出，因(yin)此，采用燒結鎂砂電熔有其顯(xian)著優(you)點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料(liao)質量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)的電位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的電子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結構(gou)等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂(mei)的離(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)(liang)和(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間的結合特(te)性(xing)和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的極化(hua)作用、結晶(jing)構(gou)造等(deng)決(jue)定它是一高(gao)熔點化(hua)合物。

氧化(hua)鎂的熔點(dian)和結構(gou)參數(shu)：陽離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)造的(de)最重要過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是(shi)由各種鎂(mei)(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)(guo)各種形式的(de)加熱方法產生高溫(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變(bian)(bian)成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)，必須(xu)消耗大(da)(da)量的(de)熱能，以(yi)克服離(li)子間的(de)引(yin)力。通過(guo)(guo)強大(da)(da)電弧產生高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)方法叫(jiao)做(zuo)電弧熔(rong)(rong)融(rong)(rong)法。這(zhe)個融(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)一般包括(kuo)熱的(de)傳導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)(da)等一系列物理(li)化(hua)(hua)(hua)學變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。

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

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為原(yuan)料時有(you)一個脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包(bao)括兩個方面。一方面是菱鎂(mei)礦(kuang)石的(de)熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石的(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在原(yuan)料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入(ru)石墨(mo)(mo)粉(fen)末添(tian)加物(wu)(助劑)，在電(dian)(dian)熔(rong)爐起動(dong)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)需在三電(dian)(dian)極(石墨(mo)(mo)電(dian)(dian)極)的下(xia)端用石墨(mo)(mo)粉(fen)末鋪(pu)成三角形或星(xing)形導線路，在通電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)受熱(re)燒(shao)損或完全(quan)燃燒(shao)除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)的熱(re)(re)能作用(yong)下，克(ke)服單晶體中(zhong)的晶格能的束縛，變(bian)成(cheng)能自由運動的過(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體變(bian)成(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大(da)量的電(dian)能。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產者(zhe)對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作原料(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的熱(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值8.4%，冷(leng)卻爐殼的水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值28.8%。電(dian)能損(sun)失值3.2%，從這些(xie)統(tong)計數據(ju)可以(yi)看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)