電(dian)弧熔爐(lu)生產電(dian)熔氧(yang)化鎂的工藝流(liu)程主要包括：原料配(pei)料、電(dian)弧熔融、破(po)碎(sui)(sui)、選別(bie)、粉(fen)碎(sui)(sui)、篩別(bie)、磁選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐(feng)富的(de)優質菱鎂礦石，氧化鎂含量高，又易于(yu)開采(cai)，因(yin)此，被廣泛用(yong)作電熔(rong)(rong)氧化鎂的(de)原(yuan)料。采(cai)用(yong)菱鎂石作原(yuan)料，碳酸鎂分解產生(sheng)CO2氣體(ti)，由于(yu)有(you)大量氣體(ti)從爐內(nei)排出影響著電熔(rong)(rong)過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂(mei)的結晶帶的形成均有(you)不(bu)利影(ying)響，由(you)于大(da)量塵料(liao)飛損，使(shi)物料(liao)損耗和能量消耗增高，也(ye)惡(e)化了車間生產環境。但(dan)由(you)于優質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)容易獲得，價格(ge)很低廉，所以(yi)，仍是我(wo)國(guo)電熔氧(yang)化鎂(mei)用(yong)得最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的含量(liang)高低和化(hua)(hua)(hua)學成分直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的質量(liang)，同時在電熔(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)得到(dao)的品級比(bi)例(li)，因此，為了(le)保證電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的質量(liang)和品級比(bi)例(li)，必須(xu)對各(ge)種礦石(shi)進(jin)行(xing)適當的配比(bi)后進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的遼寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的礦源非(fei)常豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它也是(shi)一種(zhong)制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部分(fen)地區水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的化學成分(fen)見(jian)表2。

表2水(shui)鎂(mei)石的化學(xue)成分/%

③輕燒氧化鎂(mei)。以(yi)輕燒氧化鎂(mei)作為電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)原料，可以(yi)使生產環境得到改善(shan)，可以(yi)降(jiang)低運輸(shu)費(fei)用。由(you)于電(dian)(dian)熔時(shi)排(pai)出(chu)氣體少(shao)，成分也較均勻，對提高電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)質量有利。

我國有一(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)(liao)入爐電(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)達到98%，以此(ci)料(liao)(liao)能生(sheng)產出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于(yu)成(cheng)球費用(yong)高，影響生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前，有的廠家采用(yong)反射爐輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定的粒(li)度加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又比用(yong)球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時(shi)便宜，因(yin)而得到了一(yi)定的推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)(te)殊要求(qiu)，有(you)時(shi)(shi)必須在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中采(cai)用燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，如采(cai)用海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，一般(ban)首先利用處理海(hai)水(shui)和石灰乳作(zuo)(zuo)用生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他方(fang)法也(ye)可(ke)以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方(fang)法)，采(cai)用輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原料(liao)生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)(te)爾(Ruttere)等研究(jiu)認(ren)為(wei)，極(ji)少量的(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明(ming)顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)長(chang)大。因(yin)為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所需的(de)能量。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能量降低，其降低量與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比，所以必須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離(li)開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，與第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必須變(bian)形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)極(ji)限(xian)尺寸(cun)愈小。

另一方面為了降(jiang)低(di)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的顯氣孔率(lv)，也應盡量減少(shao)原料氧化鎂(mei)(mei)(mei)的氣體(ti)排(pai)出，因此(ci)，采(cai)用燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)電熔(rong)有其(qi)顯著(zhu)優(you)點。

⑤電熔氧(yang)化鎂(mei)單晶的(de)化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同(tong)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位數(shu)值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)(jie)構(gou)等(deng)相關(guan)聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質(zhi)量和電荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)結(jie)(jie)合(he)特性和強(qiang)度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化作(zuo)用(yong)、結(jie)(jie)晶(jing)構(gou)造(zao)等(deng)決(jue)定它是一(yi)高熔點化合(he)物。

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

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)最重要過程(cheng)是由各種鎂(mei)質(zhi)原料，通過各種形(xing)式(shi)的(de)加熱方法(fa)產生(sheng)高(gao)溫(wen)(wen)使(shi)鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須消(xiao)耗大(da)量的(de)熱能，以克服離(li)子間(jian)的(de)引力。通過強大(da)電弧產生(sheng)高(gao)溫(wen)(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)一般包(bao)括熱的(de)傳(chuan)導(dao)、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大(da)等一系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過(guo)程。用水(shui)(shui)鎂石作原料(liao)有一脫水(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)鎂石的主要成(cheng)分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為(wei)原料(liao)時(shi)有一個脫碳過程，脫碳過程包括兩個方(fang)(fang)面(mian)。一方(fang)(fang)面(mian)是(shi)菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的熱分解，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的主要(yao)成分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)電熔過(guo)程中(zhong)往往在(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)加入(ru)石(shi)(shi)墨粉末添加物(助劑)，在(zai)電熔爐起動過(guo)程中(zhong)需在(zai)三電極(石(shi)(shi)墨電極)的(de)下端用(yong)石(shi)(shi)墨粉末鋪成(cheng)三角形或(huo)星形導線(xian)路，在(zai)通電過(guo)程中(zhong)受(shou)熱燒損(sun)或(huo)完全(quan)燃燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化過(guo)程(cheng)(cheng)即氧(yang)化鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在(zai)(zai)強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單晶體中的(de)晶格(ge)能(neng)的(de)束(shu)縛(fu)，變(bian)(bian)成能(neng)自(zi)由運(yun)動的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)化鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就會由固體變(bian)(bian)成液體，叫(jiao)熔(rong)化。在(zai)(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)(cheng)中需消耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者(zhe)對用水鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)比例如(ru)下：氧(yang)化鎂(mei)晶體生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表(biao)面散(san)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些(xie)統計數據可以看出，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)