電弧熔爐生產電熔氧(yang)化鎂的工藝流程主(zhu)要包括：原料配料、電弧熔融、破碎(sui)(sui)、選別(bie)(bie)、粉碎(sui)(sui)、篩別(bie)(bie)、磁選、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的優質菱鎂礦石，氧化(hua)鎂含量(liang)高，又易(yi)于(yu)開采(cai)，因此，被(bei)廣泛(fan)用(yong)作電熔(rong)氧化(hua)鎂的原料(liao)。采(cai)用(yong)菱鎂石作原料(liao)，碳酸鎂分解產(chan)生CO2氣體，由(you)于(yu)有大量(liang)氣體從(cong)爐內排出(chu)影響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均(jun)有不(bu)利影響，由(you)于大量(liang)塵(chen)料(liao)飛損(sun)(sun)，使物料(liao)損(sun)(sun)耗和(he)能量(liang)消耗增高，也(ye)惡化(hua)了車間(jian)生產環境。但由(you)于優質(zhi)菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲(huo)得(de)，價格很低廉，所以(yi)，仍(reng)是我國電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)用(yong)得(de)最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣泛(fan)的(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)中氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和化(hua)(hua)(hua)學成分(fen)直(zhi)接影(ying)響(xiang)到電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同時在電(dian)(dian)熔(rong)過程中也直(zhi)接影(ying)響(xiang)到電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)品級(ji)(ji)比(bi)例，因此(ci)，為了(le)保證電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和品級(ji)(ji)比(bi)例，必須對(dui)各種礦(kuang)石(shi)(shi)進(jin)行(xing)(xing)適當的(de)配比(bi)后(hou)進(jin)行(xing)(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石。我(wo)國的遼寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石的礦源非常(chang)豐富(fu)，水鎂(mei)(mei)(mei)石中氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石。它也是(shi)一(yi)種制造電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的原(yuan)料，部分地(di)區水鎂(mei)(mei)(mei)石的化(hua)(hua)(hua)學成分見(jian)表(biao)2。

表2水(shui)鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料(liao)，可以使生(sheng)產環境得到改善，可以降低運(yun)輸費(fei)用。由(you)于(yu)電熔時排出氣體少，成分(fen)也較均勻，對(dui)提高電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有(you)利。

我國有一(yi)些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)爐電熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料(liao)能生產出(chu)白色大結晶(jing)電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成(cheng)(cheng)球(qiu)費(fei)用(yong)高，影響生產成(cheng)(cheng)本。目前(qian)，有的廠家采(cai)用(yong)反射爐輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定的粒度加入(ru)熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜，因而得到了一(yi)定的推廣。

④燒結鎂砂(sha)。為(wei)了某(mou)些(xie)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)(de)特(te)殊要(yao)求，有時(shi)必(bi)(bi)(bi)須(xu)在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)(yong)燒結鎂砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，如采用(yong)(yong)海水(shui)鎂砂(sha)作為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)處理(li)海水(shui)和石灰乳(ru)作用(yong)(yong)生產氫(qing)氧化鎂，將氫(qing)氧化鎂煅燒成(cheng)輕燒氧化鎂。用(yong)(yong)其(qi)他方(fang)法也(ye)可以(yi)制得輕燒氧化鎂(詳見工(gong)業(ye)氧化鎂的(de)(de)制取方(fang)法)，采用(yong)(yong)輕燒氧化鎂作為(wei)原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂。奧絲(si)脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)，極少量的(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)質，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所(suo)需(xu)的(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體能(neng)量降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成(cheng)正比，所(suo)以(yi)必(bi)(bi)(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開(kai)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并(bing)且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時(shi)，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)(bi)(bi)須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降低(di)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡量(liang)減(jian)少原(yuan)料(liao)氧化(hua)鎂(mei)的氣體排出(chu)，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯著優(you)點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的化學原料(liao)質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性(xing)(xing)是同原(yuan)子(zi)和(he)分子(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)力學本性(xing)(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)半徑的(de)(de)(de)尺(chi)(chi)寸，離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)位數值(zhi)，離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)外(wai)層結(jie)構(gou)等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)尺(chi)(chi)寸、質量和(he)電(dian)(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)之(zhi)間的(de)(de)(de)結(jie)合特(te)性(xing)(xing)和(he)強度、離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用(yong)、結(jie)晶構(gou)造等決定(ding)它(ta)是一高熔點化(hua)合物。

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

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過(guo)程是由各(ge)種鎂(mei)質原料，通(tong)過(guo)各(ge)種形式(shi)的(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產(chan)生高溫使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要(yao)使(shi)氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)，必須消耗大量的(de)(de)熱(re)能，以(yi)克服離子(zi)間的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強大電(dian)弧產(chan)生高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫(jiao)做電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程一般(ban)包括熱(re)的(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大等(deng)一系列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂(mei)石作原料(liao)有一脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)(shui)鎂(mei)石的主要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過程。用菱鎂(mei)礦作為原(yuan)料時(shi)有一個脫(tuo)碳(tan)(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過程包括(kuo)兩個方面。一方面是菱鎂(mei)礦石(shi)的熱分(fen)解，菱鎂(mei)礦石(shi)的主要成分(fen)是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在原(yuan)料氧化(hua)鎂中(zhong)(zhong)加入(ru)石墨粉末(mo)添加物(助(zhu)劑)，在電(dian)熔爐起(qi)動過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需在三電(dian)極(石墨電(dian)極)的下端用石墨粉末(mo)鋪成(cheng)三角形(xing)或星形(xing)導線(xian)路，在通(tong)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱(re)燒(shao)損(sun)或完(wan)全(quan)燃燒(shao)除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和氧(yang)離子在強電弧產(chan)(chan)(chan)生的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)自由(you)運動的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到(dao)一(yi)定溫(wen)度(熔(rong)點)就(jiu)會由(you)固(gu)體(ti)變(bian)成液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)電能(neng)。據(ju)(ju)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生產(chan)(chan)(chan)者對用水(shui)(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生產(chan)(chan)(chan)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生成熱(re)(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生成熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)(ju)可以看(kan)出，在電熔(rong)