電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧(yang)化鎂的(de)工藝流(liu)程(cheng)主要包括：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎、選別(bie)、粉(fen)碎、篩(shai)別(bie)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的優質(zhi)菱(ling)鎂礦(kuang)石，氧(yang)化鎂含量高，又易于開采，因(yin)此，被廣泛用作電熔氧(yang)化鎂的原料(liao)。采用菱(ling)鎂石作原料(liao)，碳(tan)酸鎂分解產生CO2氣(qi)體，由于有大(da)量氣(qi)體從爐內排出影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂的結晶帶的形成均(jun)有不利影響，由于大量塵料飛(fei)損(sun)，使物料損(sun)耗和能量消耗增高，也惡(e)化(hua)(hua)了車間生產環境。但由于優質菱鎂礦石容易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂用得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量高低和化(hua)學成分(fen)直(zhi)接(jie)影響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量，同(tong)時在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接(jie)影響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)(de)品級比例，因此(ci)，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量和品級比例，必須(xu)對各(ge)種礦石(shi)進(jin)(jin)行適當的(de)(de)配(pei)比后進(jin)(jin)行熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)(mei)礦石。它也(ye)是(shi)一種制造電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的原料，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的化(hua)學(xue)成分(fen)見表(biao)2。

表2水鎂(mei)石的(de)化學成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒氧化(hua)鎂(mei)作為電熔氧化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使(shi)生產環境得到改善，可以(yi)降(jiang)低運輸費用。由于電熔時(shi)排出氣體少，成分也較均(jun)勻，對(dui)提高電熔氧化(hua)鎂(mei)質(zhi)量有(you)利。

我(wo)國有一些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)制成球料入(ru)爐電(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量(liang)達(da)到98%，以此料能生產(chan)出白色(se)大結晶電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。但由于(yu)成球費(fei)用高，影響生產(chan)成本。目前，有的(de)廠(chang)家(jia)采用反射爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)，以一定的(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)比(bi)用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好(hao)，成本又比(bi)用球料作原料時便(bian)宜(yi)，因而(er)得到了一定的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了(le)某些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有(you)時(shi)必(bi)須在電熔(rong)過(guo)程中(zhong)采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原料(liao)，如采用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原料(liao)，一般首先利(li)用(yong)(yong)(yong)處理(li)海水和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)生(sheng)產氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方法也(ye)可(ke)以(yi)(yi)制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法)，采用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原料(liao)生(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究認(ren)為(wei)，極少量(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長大(da)。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)(suo)需的(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)(ji)成正比，所(suo)(suo)以(yi)(yi)必(bi)須提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并(bing)且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大(da)的(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了降低電熔凝氧化鎂的顯氣孔(kong)率，也應盡量減少(shao)原(yuan)料氧化鎂的氣體(ti)排出，因此，采用燒結鎂砂電熔有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原(yuan)料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)(jie)構等相關聯。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)(jie)合(he)特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)(jie)晶構造等決定它是(shi)一高熔(rong)點(dian)化(hua)合(he)物(wu)。

氧化(hua)鎂(mei)的熔(rong)點和(he)結(jie)構(gou)參(can)數：陽離子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰(yin)離子(zi)半(ban)徑0.53mm;結(jie)構(gou)類(lei)型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)制(zhi)造的(de)(de)最(zui)重要(yao)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是由各(ge)(ge)種鎂(mei)質(zhi)(zhi)原(yuan)料，通過(guo)(guo)(guo)各(ge)(ge)種形式的(de)(de)加(jia)熱(re)方(fang)法(fa)產生(sheng)高溫使(shi)鎂(mei)質(zhi)(zhi)材料(MgO)熔(rong)化，變成氧化鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)使(shi)氧化鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必(bi)須消耗大量的(de)(de)熱(re)能(neng)，以克服離子(zi)間的(de)(de)引力。通過(guo)(guo)(guo)強大電(dian)弧產生(sheng)高溫而(er)熔(rong)化氧化鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)融(rong)法(fa)。這(zhe)個融(rong)化過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般(ban)包括熱(re)的(de)(de)傳導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)化、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大等一(yi)系列物理化學變化的(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石作原料有(you)一脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)(cheng)(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的主(zhu)要成(cheng)分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用菱鎂(mei)礦作為原料時有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包括兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是菱鎂(mei)礦石的熱分解，菱鎂(mei)礦石的主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過程中往往在(zai)原料氧化(hua)鎂中加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)(mo)添(tian)加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過程中需在(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)(mo)鋪成三角形(xing)或(huo)星(xing)形(xing)導(dao)線路，在(zai)通(tong)電(dian)過程中受(shou)熱燒損或(huo)完全燃燒除(chu)去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即氧化(hua)(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離(li)子和氧離(li)子在(zai)強電(dian)(dian)(dian)(dian)弧產(chan)(chan)生的(de)熱(re)(re)(re)(re)能作(zuo)用(yong)下，克(ke)服單(dan)晶體(ti)中(zhong)的(de)晶格能的(de)束(shu)縛，變成能自由運動的(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也就是(shi)說(shuo)，氧化(hua)(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔點)就會由固(gu)體(ti)變成液(ye)體(ti)，叫熔化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需(xu)消耗大量的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂生產(chan)(chan)者對用(yong)水(shui)鎂石(shi)作(zuo)原料生產(chan)(chan)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)熱(re)(re)(re)(re)平(ping)衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)(re)消耗的(de)比例(li)如下：氧化(hua)(hua)(hua)鎂晶體(ti)生成熱(re)(re)(re)(re)消耗值(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生成熱(re)(re)(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼(ke)的(de)水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散(san)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)(dian)能損(sun)失值(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統計數據可以(yi)看出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔