電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的工藝流(liu)程主要(yao)包(bao)括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質菱鎂礦石(shi)(shi)，氧(yang)化(hua)鎂含量(liang)高，又易于開采，因此(ci)，被廣泛用作電熔氧(yang)化(hua)鎂的原(yuan)料。采用菱鎂石(shi)(shi)作原(yuan)料，碳酸鎂分解產生CO2氣體，由于有(you)大量(liang)氣體從爐內排出影響著電熔過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)(hua)鎂的結晶帶(dai)的形成均有不利影響，由于(yu)大量塵(chen)料飛損(sun)，使物(wu)料損(sun)耗和能量消耗增高，也惡化(hua)(hua)了車間生產環境。但(dan)由于(yu)優質菱鎂礦石(shi)容易(yi)獲得，價格很低廉(lian)，所以(yi)，仍是(shi)我(wo)國(guo)電熔氧化(hua)(hua)鎂用得最多(duo)最廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石中(zhong)氧化鎂的含量高低和化學成分直(zhi)接影響到電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化鎂的質(zhi)量，同時在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中(zhong)也直(zhi)接影響到電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化鎂得到的品級(ji)比例(li)，因(yin)此，為了(le)保證(zheng)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化鎂的質(zhi)量和品級(ji)比例(li)，必(bi)須對各種(zhong)礦石進行適當的配(pei)比后(hou)進行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)(shi)。我(wo)國(guo)的遼寧省水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)(shi)的礦源(yuan)非(fei)常(chang)豐(feng)富(fu)，水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)(shi)中氧化鎂含量高于菱鎂礦石(shi)(shi)(shi)。它也是(shi)一種制(zhi)造(zao)電熔凝氧化鎂的原料，部(bu)分(fen)地區(qu)水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)(shi)的化學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作為電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以使(shi)生產(chan)環境得到改善，可以降(jiang)低運輸費用。由于電熔時排出氣體(ti)少(shao)，成分也較均勻，對提高電熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)質量(liang)有利(li)。

我國有(you)一些電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)制成球(qiu)(qiu)料入爐(lu)電熔(rong)(rong)(rong)(rong)。輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)的氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達(da)到98%，以此料能生產出(chu)白(bai)色大結晶電熔(rong)(rong)(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成球(qiu)(qiu)費用高，影響(xiang)生產成本。目前，有(you)的廠(chang)家采用反射爐(lu)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定(ding)的粒度(du)加入熔(rong)(rong)(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質量(liang)比(bi)用菱鎂(mei)礦石好(hao)，成本又(you)比(bi)用球(qiu)(qiu)料作原料時(shi)便宜，因而得到了一定(ding)的推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為了某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要(yao)求，有時(shi)必須(xu)在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如(ru)采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一(yi)般(ban)首先利用(yong)處理海水和石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫(qing)(qing)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)(qing)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方法也可以制得(de)輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方法)，采(cai)用(yong)輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為原(yuan)料(liao)(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特爾(Ruttere)等研(yan)究(jiu)認為，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(相)也屬于晶(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)(de)長(chang)大。因(yin)為雜(za)質(zhi)相的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相相遇(yu)時(shi)，晶(jing)體能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)(jiang)低(di)，其降(jiang)(jiang)低(di)量(liang)(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)相橫截面積成正比，所以必須(xu)提高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離(li)開第(di)(di)二(er)相繼續運動。并(bing)且當晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相相遇(yu)時(shi)，與(yu)第(di)(di)二(er)相橫截面積相等的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)必須(xu)變形(xing)，第(di)(di)二(er)相數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)粒長(chang)大的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸(cun)愈小。

另一方面為了降低(di)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的顯氣(qi)(qi)孔率，也應盡量(liang)減少原(yuan)料氧化鎂(mei)的氣(qi)(qi)體排出(chu)，因此，采用燒結鎂(mei)砂(sha)電熔(rong)有其(qi)顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶(jing)的(de)化學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性(xing)(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)(gou)等相關聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特性(xing)(xing)和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化(hua)作用、結(jie)晶(jing)構(gou)(gou)造等決定(ding)它是一高(gao)熔點化(hua)合物(wu)。

氧化鎂的(de)熔點(dian)和結構參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)制造的(de)最重要(yao)過程是(shi)由各種(zhong)鎂(mei)質(zhi)(zhi)原(yuan)料(liao)，通(tong)過各種(zhong)形(xing)式的(de)加熱方法(fa)產(chan)生高溫使鎂(mei)質(zhi)(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)化，變成(cheng)氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)使氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)融，必(bi)須消耗大量的(de)熱能(neng)，以克服離子間的(de)引力。通(tong)過強大電弧(hu)產(chan)生高溫而熔(rong)化氧(yang)化鎂(mei)的(de)方法(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)融法(fa)。這(zhe)個融化過程一般包(bao)括熱的(de)傳導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)化、析晶、晶體長大等一系列(lie)物理化學變化的(de)過程。

①脫水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。水(shui)鎂石的主要成(cheng)分(fen)是(shi)(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)。用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)作為原料時有一(yi)個脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)包(bao)括兩個方面。一(yi)方面是菱鎂(mei)礦(kuang)石的熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石的主要成分是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)(dian)熔過(guo)程中(zhong)(zhong)往(wang)(wang)往(wang)(wang)在(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)(zhong)加入(ru)石墨(mo)(mo)粉(fen)(fen)末添加物(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)(zhong)需(xu)在(zai)三電(dian)(dian)極(ji)(石墨(mo)(mo)電(dian)(dian)極(ji))的下端用石墨(mo)(mo)粉(fen)(fen)末鋪成三角形或(huo)星形導線(xian)路，在(zai)通電(dian)(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong)受(shou)熱燒損(sun)或(huo)完全(quan)燃燒除去(qu)石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程即(ji)氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和氧(yang)離子在(zai)強(qiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧產生的(de)(de)熱(re)能作用(yong)下，克服單(dan)晶(jing)(jing)體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶(jing)(jing)格(ge)能的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能自由運動的(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)到一定溫度(du)(熔(rong)(rong)點(dian))就會由固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)程中(zhong)需消耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)能。據(ju)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)生產者對用(yong)水(shui)鎂(mei)石作原料生產電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比例如(ru)下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)體(ti)生成(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)(dian)能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據(ju)可以看出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)