電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)工(gong)藝流程(cheng)主要包(bao)括：原(yuan)料配料、電弧熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)優質菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石，氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)高，又易于(yu)開采，因此，被廣泛用作電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原(yuan)料。采用菱鎂(mei)(mei)(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣體(ti)，由于(yu)有大量(liang)氣體(ti)從(cong)爐內排出(chu)影響(xiang)著電熔過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成(cheng)均有不利影響，由于(yu)大量塵料飛損，使物料損耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增高(gao)，也惡化(hua)了車(che)間生產(chan)環境。但由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍是我國電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量高低和(he)化(hua)學成分直接影響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量，同(tong)時(shi)在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中也直接影響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)(de)品(pin)級比(bi)(bi)例(li)，因此，為了保(bao)證電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量和(he)品(pin)級比(bi)(bi)例(li)，必須(xu)對各種礦(kuang)石進(jin)行(xing)適當的(de)(de)配(pei)比(bi)(bi)后進(jin)行(xing)熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石。我國(guo)的(de)遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)石的(de)礦(kuang)源(yuan)非(fei)常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)礦(kuang)石。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)原(yuan)料，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)石的(de)化學成分見(jian)表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以使(shi)生產(chan)環境得到改善，可以降低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣(qi)體(ti)少(shao)，成(cheng)分(fen)也較均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)質量有(you)利。

我國(guo)有一些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產出白色大(da)結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。但由(you)于成(cheng)球(qiu)費用高，影響(xiang)生(sheng)產成(cheng)本。目前，有的(de)(de)廠(chang)家采用反射爐輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)(de)粒(li)度加入(ru)熔(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又比用球(qiu)料(liao)作(zuo)原(yuan)料(liao)時(shi)便宜，因而得到了一定的(de)(de)推廣。

④燒結(jie)鎂(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)特(te)殊要求，有時(shi)必(bi)須(xu)在(zai)電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)燒結(jie)鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，一般(ban)首先利用(yong)(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其他方法也(ye)可以(yi)制(zhi)得輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)制(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧(ao)絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶體的(de)雜(za)質，可明顯影響晶粒的(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增加晶界運(yun)動(dong)所(suo)需的(de)能量(liang)。當(dang)(dang)晶界與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶體能量(liang)降低，其降低量(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所(suo)以(yi)必(bi)須(xu)提(ti)高晶界能，晶界才能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并(bing)且當(dang)(dang)晶界與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等的(de)晶界必(bi)須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶粒長(chang)大的(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率，也應盡量減(jian)少原料氧化鎂的氣體排(pai)出，因此(ci)，采用(yong)燒結(jie)鎂砂電熔有其(qi)顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學本性如離子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的尺寸，離子(zi)(zi)(zi)的電(dian)位數(shu)值，離子(zi)(zi)(zi)的電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結構等相關聯。而氧化(hua)鎂的離子(zi)(zi)(zi)尺寸、質(zhi)量(liang)和(he)電(dian)荷、陽(yang)離子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)(zi)之間的結合特(te)性和(he)強(qiang)度(du)、離子(zi)(zi)(zi)的極化(hua)作用、結晶構造等決定它是一高熔點化(hua)合物(wu)。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點(dian)和結構參數(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有(you)效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)熔凝氧化(hua)鎂制造的(de)最重(zhong)要(yao)過程是由各(ge)種(zhong)鎂質原料(liao)，通(tong)過各(ge)種(zhong)形式的(de)加熱(re)(re)方法(fa)產生高溫使鎂質材(cai)料(liao)(MgO)熔化(hua)，變成氧化(hua)鎂熔體(ti)。要(yao)使氧化(hua)鎂熔融(rong)，必須(xu)消耗大量(liang)的(de)熱(re)(re)能，以(yi)克服(fu)離子(zi)間的(de)引力。通(tong)過強大電(dian)弧產生高溫而(er)熔化(hua)氧化(hua)鎂的(de)方法(fa)叫做電(dian)弧熔融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)過程一(yi)般包括熱(re)(re)的(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳(tan)、熔化(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一(yi)系(xi)列物理(li)化(hua)學變化(hua)的(de)過程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)作原料有(you)一脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)(shui)鎂石(shi)的主要(yao)成分是(shi)氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱(ling)鎂礦(kuang)作為原料時有一(yi)個(ge)脫碳過程，脫碳過程包括(kuo)兩(liang)個(ge)方面。一(yi)方面是(shi)菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)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(rong)過程中(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂(mei)中(zhong)(zhong)加入石(shi)墨粉(fen)末添加物(wu)(助劑)，在(zai)電熔(rong)爐起動過程中(zhong)(zhong)需(xu)在(zai)三電極(ji)(石(shi)墨電極(ji))的下端用石(shi)墨粉(fen)末鋪(pu)成三角形(xing)或(huo)星(xing)形(xing)導線(xian)路，在(zai)通電過程中(zhong)(zhong)受(shou)熱燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)除(chu)去(qu)石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離子和氧(yang)離子在(zai)強(qiang)電(dian)弧(hu)產生(sheng)(sheng)(sheng)的熱(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用(yong)下，克服單晶體(ti)中(zhong)的晶格能(neng)的束縛，變成能(neng)自(zi)由(you)(you)運動(dong)的過程。也就是說(shuo)，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由(you)(you)固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一過程中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗大量的電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂生(sheng)(sheng)(sheng)產者對用(yong)水鎂石(shi)作(zuo)原(yuan)料生(sheng)(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的熱(re)(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗的比例(li)如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂晶體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的水耗熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據(ju)可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)