電(dian)弧(hu)(hu)熔爐生產電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)工(gong)藝流程(cheng)主要包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧(hu)(hu)熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含量高，又易于(yu)開采(cai)(cai)，因此，被廣泛用作(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)的原料(liao)。采(cai)(cai)用菱鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由于(yu)有大量氣體從爐(lu)內排出(chu)影響著電(dian)熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)結(jie)晶帶的(de)形(xing)成均有不利影響，由(you)于(yu)大量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量(liang)消耗增高，也(ye)惡(e)化(hua)(hua)了車間(jian)生產環(huan)境。但由(you)于(yu)優質菱(ling)鎂礦石容易獲得(de)，價格很低(di)廉，所(suo)以，仍(reng)是(shi)我國電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂用得(de)最多最廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和化學成分(fen)直接影響到電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量(liang)，同(tong)時在(zai)電(dian)熔(rong)過程中也(ye)直接影響到電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)得到的(de)品(pin)級(ji)比(bi)例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量(liang)和品(pin)級(ji)比(bi)例，必須對各(ge)種(zhong)礦石進(jin)行(xing)適當的(de)配比(bi)后進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的遼寧省(sheng)水鎂(mei)(mei)石(shi)的礦源(yuan)非(fei)常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的原料(liao)，部分(fen)地(di)區(qu)水鎂(mei)(mei)石(shi)的化學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)作為(wei)電熔氧(yang)化鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)使生產(chan)環境(jing)得到(dao)改善，可(ke)以(yi)降低運(yun)輸費用。由于電熔時排出氣體少，成分(fen)也較均勻，對提高(gao)電熔氧(yang)化鎂(mei)質(zhi)量有利。

我(wo)國有(you)一些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)的氧化鎂(mei)含量達(da)到(dao)98%，以此料(liao)能生(sheng)產(chan)(chan)出白(bai)色大結晶電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用高，影響生(sheng)產(chan)(chan)成(cheng)(cheng)本。目前，有(you)的廠家采用反射(she)爐輕(qing)燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)，以一定(ding)(ding)的粒度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)的質量比(bi)用菱鎂(mei)礦石(shi)好，成(cheng)(cheng)本又比(bi)用球(qiu)料(liao)作原料(liao)時(shi)便(bian)宜，因而得到(dao)了一定(ding)(ding)的推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有時必須(xu)在電(dian)熔(rong)(rong)過程中采用燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)(liao)，如采用海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)(liao)，一般首(shou)先(xian)利用處(chu)理海(hai)水和石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)用生(sheng)產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其(qi)他(ta)方法也(ye)可(ke)以(yi)制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法)，采用輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極(ji)少量的(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(相)也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大(da)。因為(wei)(wei)雜(za)質相的(de)(de)作(zuo)(zuo)用在于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)能(neng)(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相相遇時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)(neng)量降低，其(qi)降低量與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相橫截面積(ji)成正比，所(suo)以(yi)必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離(li)開第(di)(di)(di)二(er)(er)相繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相相遇時，與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)相橫截面積(ji)相等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)(di)(di)二(er)(er)相數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大(da)的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另(ling)一方面為了降低(di)電熔凝氧化(hua)鎂的(de)(de)顯(xian)(xian)氣(qi)孔率，也(ye)應(ying)盡量減(jian)少(shao)原料氧化(hua)鎂的(de)(de)氣(qi)體排出，因(yin)此，采用(yong)燒(shao)結鎂砂(sha)電熔有(you)其顯(xian)(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶(jing)的化(hua)學原料質量要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的量(liang)(liang)子(zi)(zi)力學(xue)本(ben)性(xing)如離子(zi)(zi)半徑(jing)的尺(chi)寸，離子(zi)(zi)的電位數值，離子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化鎂的離子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量(liang)(liang)和電荷(he)、陽離子(zi)(zi)和陰(yin)離子(zi)(zi)之(zhi)間的結(jie)合特(te)性(xing)和強(qiang)度(du)、離子(zi)(zi)的極(ji)化作用、結(jie)晶構造等決(jue)定它(ta)是一(yi)高(gao)熔點化合物(wu)。

氧化(hua)鎂的熔(rong)點和結構參數(shu)：陽離子(zi)(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離子(zi)(zi)半(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有(you)效配位(wei)數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)造的(de)(de)最(zui)重要(yao)過(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)質原料，通(tong)過(guo)各種形(xing)式的(de)(de)加(jia)熱方法(fa)產生(sheng)高溫使(shi)鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要(yao)使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大量的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強(qiang)大電(dian)弧(hu)產生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方法(fa)叫(jiao)做電(dian)弧(hu)熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包括(kuo)熱的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列(lie)物(wu)理(li)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)作原料(liao)有一脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的主(zhu)要成分是氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂礦(kuang)作為原料時(shi)有(you)一(yi)個脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)包括(kuo)兩個方面。一(yi)方面是菱(ling)(ling)鎂礦(kuang)石的(de)熱(re)分解，菱(ling)(ling)鎂礦(kuang)石的(de)主(zhu)要(yao)成分是碳酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方(fang)面，由于在(zai)電熔過程(cheng)中往往在(zai)原料氧(yang)化鎂中加(jia)入石(shi)墨粉末添加(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)電熔爐(lu)起動過程(cheng)中需在(zai)三(san)電極(ji)(石(shi)墨電極(ji))的下端用石(shi)墨粉末鋪成三(san)角(jiao)形或星(xing)形導線路(lu)，在(zai)通電過程(cheng)中受熱(re)燒損或完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)(hua)過程。熔化(hua)(hua)(hua)過程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在(zai)(zai)強電(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用下，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)(de)束(shu)縛，變成(cheng)(cheng)(cheng)能(neng)自(zi)由運動的(de)(de)(de)(de)過程。也就是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(du)(熔點)就會由固體(ti)變成(cheng)(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔化(hua)(hua)(hua)。在(zai)(zai)這一(yi)過程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者對(dui)用水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)(de)比(bi)例如(ru)下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據可以看出，在(zai)(zai)電(dian)熔