電(dian)弧熔(rong)(rong)爐生產電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧熔(rong)(rong)融、破(po)碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁(ci)選(xuan)、分類包(bao)裝(zhuang)等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱(ling)鎂礦石，氧化鎂含(han)量(liang)高，又易于開采，因此，被(bei)廣泛用(yong)作電熔氧化鎂的(de)原料。采用(yong)菱(ling)鎂石作原料，碳(tan)酸鎂分解產生CO2氣體，由(you)于有大量(liang)氣體從爐內排出影響著電熔過程的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧化鎂的結(jie)晶帶的形成均(jun)有不利影(ying)響，由于大量(liang)塵料飛損，使物料損耗和能量(liang)消耗增(zeng)高，也惡化了車間生產環境。但(dan)由于優質菱(ling)鎂礦石容易(yi)獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是我國電熔(rong)氧化鎂用得(de)最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)含量(liang)高低和(he)化(hua)(hua)學成分(fen)直接影響(xiang)(xiang)到電熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時(shi)在電熔(rong)(rong)過程中也直接影響(xiang)(xiang)到電熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂得(de)到的(de)(de)品(pin)級比例(li)(li)，因(yin)此，為了保證(zheng)電熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)和(he)品(pin)級比例(li)(li)，必須對各種(zhong)礦(kuang)石(shi)進(jin)(jin)行適當的(de)(de)配比后進(jin)(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂石(shi)。我國的(de)(de)遼(liao)寧省水鎂石(shi)的(de)(de)礦源(yuan)非常豐(feng)富(fu)，水鎂石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂含量高于菱鎂礦石(shi)。它也是一種(zhong)制造(zao)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)原料，部分地區(qu)水鎂石(shi)的(de)(de)化(hua)學成分見表(biao)2。

表2水鎂(mei)石的化學成分(fen)/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂作為電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂原料，可以(yi)使生(sheng)產環(huan)境得到(dao)改善，可以(yi)降低運輸(shu)費用(yong)。由于電熔(rong)時(shi)排出氣體少，成(cheng)分也較均勻，對提高(gao)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國有一些(xie)電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)(qiu)料(liao)(liao)入(ru)爐(lu)電熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量達到98%，以(yi)(yi)此料(liao)(liao)能生(sheng)產(chan)出(chu)白色大結(jie)晶(jing)電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)(qiu)費用(yong)高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)。目(mu)前，有的(de)(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)(yi)一定的(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量比用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本(ben)又比用(yong)球(qiu)(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而(er)得到了一定的(de)(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊(shu)要求，有(you)時(shi)必(bi)須在電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，如(ru)采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處(chu)理海水和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方(fang)法(fa)也可以制得輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法(fa))，采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原(yuan)(yuan)料生產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為，極少(shao)量(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(相)也屬于晶(jing)(jing)體的(de)雜質(zhi)，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)長大(da)。因為雜質(zhi)相的(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增(zeng)加晶(jing)(jing)界運(yun)動所(suo)需的(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)相相遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)二(er)相橫(heng)截(jie)面積(ji)成正比，所(suo)以必(bi)須提(ti)高晶(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)界才(cai)能(neng)離開第(di)二(er)相繼續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)相相遇(yu)時(shi)，與(yu)第(di)二(er)相橫(heng)截(jie)面積(ji)相等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界必(bi)須變(bian)形，第(di)二(er)相數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大(da)的(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了降低電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的顯氣孔率，也(ye)應盡量減少原(yuan)料氧化鎂(mei)(mei)的氣體排出，因此(ci)，采用燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)電(dian)熔(rong)有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶(jing)的化(hua)學原料質(zhi)量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結(jie)(jie)(jie)構(gou)等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量(liang)(liang)和(he)(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)結(jie)(jie)(jie)合(he)特性和(he)(he)強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化(hua)作用(yong)、結(jie)(jie)(jie)晶(jing)構(gou)造等決定它是一(yi)高熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的(de)熔點和結構(gou)(gou)參數(shu)(shu)：陽離子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰(yin)離子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結構(gou)(gou)類型NaCl;配位(wei)數(shu)(shu)6;有效配位(wei)數(shu)(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要過程是由各(ge)種鎂(mei)質原料，通(tong)過各(ge)種形式的(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產生高溫使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)熱(re)能，以(yi)克服離子間(jian)的(de)引力。通(tong)過強(qiang)大(da)電(dian)弧(hu)產生高溫而熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)過程一般包括熱(re)的(de)傳導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)過程。

①脫水過(guo)(guo)程。用水鎂石作原料(liao)有一脫水過(guo)(guo)程。水鎂石的主要成(cheng)分是氫(qing)氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)(cheng)。用(yong)菱鎂礦(kuang)作為(wei)原料時有一個脫碳過程(cheng)(cheng)，脫碳過程(cheng)(cheng)包括兩個方面。一方面是菱鎂礦(kuang)石的熱(re)分解，菱鎂礦(kuang)石的主要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)電(dian)熔過程(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中加入石墨(mo)粉末添加物(wu)(助劑(ji))，在(zai)電(dian)熔爐起動(dong)過程(cheng)中需在(zai)三(san)電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下端用石墨(mo)粉末鋪成(cheng)三(san)角形或(huo)星(xing)形導線(xian)路，在(zai)通電(dian)過程(cheng)中受熱燒(shao)(shao)損(sun)或(huo)完全燃燒(shao)(shao)除去(qu)石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和氧離(li)子在強電(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克(ke)服(fu)單晶(jing)(jing)體(ti)中的(de)晶(jing)(jing)格能(neng)(neng)的(de)束縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自(zi)由運動的(de)過(guo)程(cheng)。也就(jiu)(jiu)是說，氧化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)(jiu)會(hui)由固體(ti)變(bian)成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在這一過(guo)程(cheng)中需(xu)消耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)石作原(yuan)料生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)比(bi)例(li)如下：氧化(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼(ke)的(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計(ji)數據可以看出(chu)，在電(dian)熔(rong)(rong)