電(dian)弧(hu)熔爐生產(chan)電(dian)熔氧化鎂的工(gong)藝流程(cheng)主(zhu)要(yao)包(bao)括：原(yuan)料配料、電(dian)弧(hu)熔融(rong)、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝(zhuang)等(deng)。

(1)原料

我國(guo)有豐富(fu)的優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又易于開采，因此(ci)，被(bei)廣泛用(yong)作(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)的原料。采用(yong)菱鎂(mei)石作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣體(ti)，由于有大量(liang)氣體(ti)從(cong)爐內排出影響著電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形成(cheng)均(jun)有不利影響，由于大量(liang)塵料飛(fei)損(sun)，使物料損(sun)耗和能(neng)量(liang)消耗增高，也惡(e)化(hua)了車間生產環境(jing)。但由于優質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得，價格很低(di)廉，所(suo)以，仍是我(wo)國電熔氧化(hua)鎂(mei)用得最多最廣泛(fan)的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)(liang)高低和化(hua)學成分(fen)直(zhi)接影響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)(liang)，同時在電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)也直(zhi)接影響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)品(pin)級比例，因(yin)此，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)(liang)和品(pin)級比例，必(bi)須對各(ge)種(zhong)礦(kuang)石進(jin)行適(shi)當的(de)配比后進(jin)行熔(rong)煉。

②水鎂石(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水鎂石(shi)的(de)(de)礦(kuang)源非常豐(feng)富，水鎂石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂含(han)量(liang)高于(yu)菱鎂礦(kuang)石(shi)。它也是一(yi)種制造電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)(de)原料，部(bu)分地區水鎂石(shi)的(de)(de)化(hua)學成(cheng)分見(jian)表2。

表2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)作為電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)原(yuan)料，可(ke)以使生產環境得(de)到改善，可(ke)以降低運(yun)輸費用(yong)。由于(yu)電(dian)熔時排出氣(qi)體少，成(cheng)分也較均勻(yun)，對提高電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有(you)一些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球料(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以此(ci)料(liao)能(neng)生產出白色(se)大結晶(jing)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于(yu)成(cheng)(cheng)球費用(yong)高，影(ying)響生產成(cheng)(cheng)本(ben)。目(mu)前，有(you)的(de)廠家采用(yong)反射爐輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以一定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本(ben)又(you)比用(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時必(bi)(bi)須(xu)(xu)(xu)在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂(sha)(sha)作為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原料，如采用(yong)(yong)海(hai)(hai)水鎂(mei)砂(sha)(sha)作為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原料，一般首先利用(yong)(yong)處理(li)海(hai)(hai)水和石灰(hui)乳作用(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法也可(ke)以制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)制取(qu)方(fang)法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作為(wei)(wei)原料生產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極(ji)少量的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)在(zai)(zai)于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動(dong)所需的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)(neng)(neng)量降低，其降低量與(yu)(yu)第二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)(ji)成正(zheng)比，所以必(bi)(bi)須(xu)(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)(neng)(neng)離開第二相(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)動(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)(yu)第二相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)(bi)須(xu)(xu)(xu)變形，第二相(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈(yu)小(xiao)。

另一方面為(wei)了(le)降(jiang)低電熔凝(ning)氧化(hua)鎂的顯(xian)氣孔率，也應(ying)盡量減少原料氧化(hua)鎂的氣體排出，因此(ci)，采(cai)用燒(shao)結鎂砂電熔有(you)其(qi)顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學(xue)原料質量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特性(xing)(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力學(xue)本(ben)性(xing)(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑(jing)的(de)(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位(wei)數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等(deng)相關(guan)聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量(liang)和(he)電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結合(he)特性(xing)(xing)和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用、結晶構造等(deng)決定它是一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔點和結(jie)構(gou)參數：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造(zao)的(de)(de)最(zui)重要(yao)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)質原料，通過(guo)(guo)(guo)各(ge)種(zhong)形式(shi)的(de)(de)加熱(re)方法產生高(gao)(gao)溫(wen)(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質材料(MgO)熔化(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔體。要(yao)使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔融，必(bi)須消耗大(da)量(liang)的(de)(de)熱(re)能，以(yi)克服離子間(jian)的(de)(de)引(yin)力。通過(guo)(guo)(guo)強大(da)電弧產生高(gao)(gao)溫(wen)(wen)而熔化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)方法叫做電弧熔融法。這個融化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳(tan)、熔化(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)等(deng)一(yi)系(xi)列(lie)物理(li)化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)(guo)程。用水(shui)鎂(mei)石作原料有一脫水(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)鎂(mei)石的主要成分是(shi)(shi)氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)(guo)程是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用(yong)菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦作為原料時有一個(ge)脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包(bao)括兩個(ge)方面。一方面是菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石的熱分(fen)解，菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石的主要成分(fen)是碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面(mian)，由于(yu)在(zai)電熔過(guo)程中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料(liao)氧(yang)化(hua)鎂中(zhong)加入(ru)石墨(mo)粉(fen)末添加物(助劑)，在(zai)電熔爐(lu)起動過(guo)程中(zhong)需在(zai)三電極(ji)(石墨(mo)電極(ji))的下端用石墨(mo)粉(fen)末鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路(lu)，在(zai)通電過(guo)程中(zhong)受(shou)熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去(qu)石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離子和氧離子在強電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的熱(re)能作(zuo)用下(xia)，克服單晶體(ti)中(zhong)的晶格(ge)能的束縛，變(bian)成(cheng)能自由(you)運動(dong)的過(guo)程(cheng)。也就是(shi)說，氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由(you)固體(ti)變(bian)成(cheng)液(ye)體(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)(hao)大(da)量的電(dian)(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原料生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的熱(re)平衡的衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)的比例如(ru)下(xia)：氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散(san)(san)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據可以看出，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)