電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂(mei)的工(gong)藝流程(cheng)主要(yao)包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融、破碎(sui)、選別、粉(fen)碎(sui)、篩別、磁選、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富(fu)的(de)優質菱鎂礦石，氧(yang)化鎂含量(liang)高，又易于(yu)開(kai)采，因此(ci)，被廣泛用作(zuo)電熔氧(yang)化鎂的(de)原料。采用菱鎂石作(zuo)原料，碳(tan)酸鎂分解產生CO2氣體，由(you)于(yu)有大(da)量(liang)氣體從爐內排(pai)出影響(xiang)著電熔過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)結(jie)晶(jing)帶的(de)形(xing)成均(jun)有不利影(ying)響，由(you)于大量塵料(liao)(liao)飛損(sun)(sun)，使物(wu)料(liao)(liao)損(sun)(sun)耗和能量消耗增高，也惡化(hua)了車間生產環境。但由(you)于優(you)質菱鎂(mei)礦(kuang)石容(rong)易獲得，價(jia)格很低廉，所以，仍是我(wo)國電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)(liang)高低和(he)化學(xue)成(cheng)分(fen)直(zhi)(zhi)接影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)(liang)，同(tong)時(shi)在(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程中也直(zhi)(zhi)接影(ying)響到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)得到的(de)品級(ji)比例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)(liang)和(he)品級(ji)比例，必須對各種礦石進行適(shi)當的(de)配比后進行熔(rong)煉(lian)。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐富，水鎂(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)原料，部分地區水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)化學成分見(jian)表2。

表2水鎂石的(de)化學成分(fen)/%

③輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。以輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)作為電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)原料，可以使生產(chan)環境得到改善，可以降低運輸費用。由于(yu)電熔時排(pai)出氣體少(shao)，成(cheng)分也較(jiao)均勻，對提(ti)高電熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)質量有(you)利。

我國有一(yi)些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成球料(liao)入爐(lu)電熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量達到98%，以此(ci)料(liao)能生產出(chu)白色大結晶(jing)電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于(yu)成球費(fei)用(yong)高，影(ying)響生產成本。目前，有的廠家采用(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定的粒度(du)加入熔(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)好，成本又比(bi)用(yong)球料(liao)作(zuo)原料(liao)時便(bian)宜，因而得到了一(yi)定的推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)必(bi)須在電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程(cheng)中采(cai)(cai)用(yong)燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，如采(cai)(cai)用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，一般首先(xian)利用(yong)處理海(hai)水(shui)和石灰(hui)乳作用(yong)生產氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法也(ye)可以(yi)制得(de)輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方(fang)法)，采(cai)(cai)用(yong)輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)(wei)原料(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極(ji)少(shao)量的(de)(de)雜質氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體的(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)在于增(zeng)加晶(jing)界運動所(suo)需(xu)的(de)(de)能量。當(dang)晶(jing)界與(yu)(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)體能量降低(di)，其降低(di)量與(yu)(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)成(cheng)正比，所(suo)以(yi)必(bi)須提(ti)高晶(jing)界能，晶(jing)界才能離開(kai)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并且當(dang)晶(jing)界與(yu)(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)(yu)(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)界必(bi)須變(bian)形，第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量愈多，晶(jing)粒長(chang)大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小(xiao)。

另一(yi)方面為(wei)了(le)降低電(dian)熔凝氧化鎂的顯氣孔率，也應盡量減少原料氧化鎂的氣體排出，因(yin)此，采用燒(shao)結鎂砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂(mei)單晶(jing)的化(hua)學(xue)原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的量(liang)子(zi)(zi)力學(xue)本(ben)性如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的電位(wei)數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外(wai)層結構(gou)(gou)等相關聯。而氧化鎂的離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和(he)電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的結合(he)特性和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的極化作用、結晶(jing)構(gou)(gou)造(zao)等決(jue)定它(ta)是(shi)一高(gao)熔點化合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)(rong)點和結(jie)構(gou)參數：陽離子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰(yin)離子(zi)半徑(jing)0.53mm;結(jie)構(gou)類型(xing)NaCl;配(pei)位(wei)數6;有效配(pei)位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)(rong)點2800℃。

電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重(zhong)要(yao)過程是由(you)各種鎂(mei)質(zhi)原料(liao)，通過各種形式的(de)加熱(re)(re)方法產生高溫(wen)使鎂(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔體。要(yao)使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔融(rong)，必(bi)須消耗大(da)量的(de)熱(re)(re)能，以(yi)克(ke)服(fu)離子間的(de)引力。通過強大(da)電(dian)弧(hu)產生高溫(wen)而熔化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法叫做電(dian)弧(hu)熔融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過程一般包括熱(re)(re)的(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系(xi)列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)過程。

①脫(tuo)水(shui)過程。用水(shui)鎂石作原(yuan)料有一脫(tuo)水(shui)過程。水(shui)鎂石的主要(yao)成分(fen)是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用菱(ling)(ling)鎂(mei)礦作為原料時有(you)一個脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石(shi)的熱分(fen)解，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石(shi)的主要成分(fen)是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過程中(zhong)往往在(zai)(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)加入(ru)石(shi)墨(mo)粉末添加物(wu)(助劑(ji))，在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過程中(zhong)需在(zai)(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下(xia)端用(yong)石(shi)墨(mo)粉末鋪(pu)成三角形(xing)或星形(xing)導線路(lu)，在(zai)(zai)(zai)通電(dian)過程中(zhong)受熱燒(shao)損(sun)或完全(quan)燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和(he)氧(yang)(yang)離子在(zai)強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)能(neng)作用下(xia)，克(ke)服單晶體(ti)中(zhong)的(de)晶格能(neng)的(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)自由(you)運動的(de)過(guo)程。也就是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到一(yi)定(ding)溫度(熔(rong)點(dian))就會由(you)固(gu)體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)過(guo)程中(zhong)需(xu)消耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)平衡的(de)衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)的(de)比例如(ru)下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)值34.9%，渣(zha)皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)值15.3%，散(san)(san)砂(sha)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)值3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值8.4%，冷(leng)卻(que)爐(lu)殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值7.9%，爐(lu)子表面(mian)散(san)(san)熱(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)值28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)