電弧熔爐生產電熔氧(yang)化(hua)鎂的工(gong)藝流程主(zhu)要包括(kuo)：原料配料、電弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱(ling)鎂礦石(shi)，氧(yang)化鎂含量(liang)高(gao)，又易于開采，因(yin)此，被廣(guang)泛用作(zuo)電熔(rong)氧(yang)化鎂的原料(liao)。采用菱(ling)鎂石(shi)作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂分解產生CO2氣體，由于有大量(liang)氣體從爐(lu)內排出影響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形(xing)成均有(you)不利影(ying)響，由(you)于大量塵料(liao)飛損，使(shi)物料(liao)損耗和能(neng)量消耗增高，也惡化(hua)了車間生產(chan)環境。但由(you)于優質菱(ling)鎂(mei)礦石容易獲得(de)，價格很(hen)低廉(lian)，所以，仍是我國電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)用(yong)得(de)最多最廣(guang)泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石中氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和化(hua)學(xue)成分直接影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔過程中也直接影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級比(bi)例(li)，因此，為了保證電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品級比(bi)例(li)，必須(xu)對各種礦石進(jin)行適當的(de)配(pei)比(bi)后進(jin)行熔煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我(wo)國的(de)遼寧省(sheng)水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)含量高于(yu)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一(yi)種制造電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)原料，部分(fen)(fen)地區水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)化學成分(fen)(fen)見表(biao)2。

表(biao)2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以輕燒氧(yang)化鎂作為電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂原料，可以使生產環境得(de)到改善，可以降低(di)運輸(shu)費用(yong)。由于電(dian)熔(rong)時排出氣(qi)體少(shao)，成分也較均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂質量有利。

我國有一(yi)些電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)料入爐(lu)(lu)電熔(rong)(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的氧(yang)(yang)化鎂(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料能(neng)生產出白色大結(jie)晶電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)。但(dan)由于(yu)成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)費用(yong)(yong)(yong)高，影響生產成(cheng)(cheng)本(ben)。目前，有的廠家采用(yong)(yong)(yong)反射(she)爐(lu)(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的粒度加入熔(rong)(rong)(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的質量(liang)比(bi)用(yong)(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)好(hao)，成(cheng)(cheng)本(ben)又比(bi)用(yong)(yong)(yong)球(qiu)(qiu)料作原料時(shi)便宜，因(yin)而得到了一(yi)定(ding)的推(tui)廣(guang)。

④燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)。為了某些電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有(you)時必須(xu)在電(dian)(dian)熔過程中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)作為電(dian)(dian)熔原(yuan)料，如(ru)采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作為電(dian)(dian)熔原(yuan)料，一般首先利用(yong)處理海水和石灰乳作用(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他(ta)方(fang)法(fa)也可以制得輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取(qu)方(fang)法(fa))，采(cai)用(yong)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為原(yuan)料生產電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為，極少量的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯(xian)影(ying)響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因(yin)為雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量降低，其降低量與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成正比(bi)，所(suo)以必須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開(kai)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變形(xing)，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極限(xian)尺寸愈小。

另(ling)一方面為了降低電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡(jin)量減少原料氧(yang)化鎂(mei)的氣體排出(chu)，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電(dian)熔有(you)其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶(jing)的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)(xing)是同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)力學本性(xing)(xing)如(ru)離(li)子(zi)半徑(jing)的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)子(zi)的(de)(de)電子(zi)外層結構等相關(guan)聯。而(er)氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)尺寸、質(zhi)量(liang)和(he)電荷、陽離(li)子(zi)和(he)陰(yin)離(li)子(zi)之間的(de)(de)結合(he)特(te)性(xing)(xing)和(he)強度(du)、離(li)子(zi)的(de)(de)極化作用、結晶構造等決定它是一高熔點化合(he)物。

氧(yang)化(hua)鎂(mei)的熔(rong)點和結構(gou)參數：陽(yang)離子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構(gou)類(lei)型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要過(guo)(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料(liao)，通過(guo)(guo)各種形式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)(fa)產(chan)生高(gao)溫使鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要使氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)融，必須消耗大量的(de)(de)熱(re)能，以(yi)克服離(li)子間的(de)(de)引力。通過(guo)(guo)強大電(dian)(dian)弧產(chan)生高(gao)溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)叫做電(dian)(dian)弧熔(rong)(rong)(rong)融法(fa)(fa)。這個融化(hua)過(guo)(guo)程一般包括熱(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長大等一系列物理化(hua)學(xue)變化(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂石(shi)作原料(liao)有一脫水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石(shi)的(de)主要(yao)成分是(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程。用菱鎂礦(kuang)作為原(yuan)料時有一個(ge)脫(tuo)碳過(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)程包(bao)括兩個(ge)方面。一方面是(shi)菱鎂礦(kuang)石的熱分解，菱鎂礦(kuang)石的主要成(cheng)分是(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)電熔過程(cheng)(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨粉末添加物(助劑)，在(zai)電熔爐起動過程(cheng)(cheng)中(zhong)需(xu)在(zai)三(san)電極(石(shi)墨電極)的下(xia)端(duan)用(yong)石(shi)墨粉末鋪(pu)成三(san)角形或(huo)星形導線路，在(zai)通電過程(cheng)(cheng)中(zhong)受熱燒損或(huo)完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和(he)氧(yang)離子在強電(dian)(dian)弧產生的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下，克服(fu)單晶體中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自由運(yun)動的(de)(de)(de)過程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由固體變(bian)成(cheng)(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生產者對(dui)用水鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比(bi)例如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據可以看出，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)