電弧熔爐生(sheng)產(chan)電熔氧化(hua)鎂的工藝流程主(zhu)要(yao)包括(kuo)：原料配料、電弧熔融(rong)、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝(zhuang)等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富(fu)的(de)優(you)質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易于開采，因此(ci)，被廣(guang)泛用作(zuo)電熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料。采用菱鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料，碳(tan)酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于有(you)大(da)量(liang)氣(qi)體從爐內排(pai)出影響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均(jun)有(you)不(bu)利影(ying)響，由(you)于大量(liang)塵(chen)料飛損，使(shi)物料損耗和能(neng)量(liang)消耗增高(gao)，也惡化了(le)車間生產(chan)環境。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲(huo)得(de)(de)，價格(ge)很低廉，所以，仍是(shi)我國電熔氧化鎂(mei)用得(de)(de)最多最廣泛的(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)含量(liang)高低和(he)化學成分直(zhi)接影響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時在電(dian)(dian)熔(rong)過程中也(ye)直(zhi)接影響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)得(de)到(dao)的(de)(de)品(pin)(pin)級(ji)比例，因此，為(wei)了(le)保(bao)證電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)和(he)品(pin)(pin)級(ji)比例，必(bi)須對(dui)各(ge)種礦(kuang)(kuang)石進(jin)行(xing)適當的(de)(de)配比后進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦石。它也是(shi)一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的化(hua)學(xue)成(cheng)分見表2。

表(biao)2水鎂石的(de)化學成(cheng)分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使(shi)生產環境得到(dao)改善，可以(yi)降低運輸(shu)費用。由于電熔(rong)(rong)時排出氣體少，成分也較均勻，對提高電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有(you)利。

我國有(you)一些電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料入爐電(dian)熔。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以此料能生(sheng)(sheng)產出白色大結晶(jing)電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由(you)于成球(qiu)費用高，影響生(sheng)(sheng)產成本。目前(qian)，有(you)的廠家采(cai)用反(fan)射爐輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定(ding)的粒度加入熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質(zhi)量比(bi)用菱鎂(mei)礦石好，成本又比(bi)用球(qiu)料作(zuo)原料時(shi)便宜，因而得到了一定(ding)的推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有時必須在電(dian)(dian)熔過程中采用(yong)燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原料(liao)，如采用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原料(liao)，一(yi)般首先利用(yong)處(chu)理海水和石灰乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方法也可(ke)以(yi)制得輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法)，采用(yong)輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)(wei)，極(ji)少量的(de)雜質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang))也屬于晶(jing)體(ti)(ti)的(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)粒的(de)長(chang)大(da)。因(yin)為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)界(jie)運動所需的(de)能(neng)量。當晶(jing)界(jie)與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)(ti)能(neng)量降低(di)，其降低(di)量與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面積成正比(bi)，所以(yi)必須提高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才(cai)能(neng)離(li)開第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)界(jie)與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)必須變形，第(di)(di)(di)二(er)相(xiang)數量愈多，晶(jing)粒長(chang)大(da)的(de)極(ji)限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為(wei)了降(jiang)低電熔(rong)凝氧化鎂的(de)(de)顯(xian)氣孔率(lv)，也(ye)應盡量減少原料氧化鎂的(de)(de)氣體排出，因此(ci)，采用燒(shao)結鎂砂電熔(rong)有其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)相關聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)(liang)和(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特(te)性和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等(deng)決定(ding)它是一(yi)高熔(rong)點化(hua)合物。

氧化(hua)鎂(mei)的熔點(dian)和結(jie)構參(can)數：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數6;有效(xiao)配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂制造的(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)是(shi)由各種鎂質原料(liao)(liao)，通過(guo)各種形式的(de)(de)加熱(re)方法產(chan)生高溫(wen)使(shi)鎂質材料(liao)(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)融，必(bi)須消耗大量的(de)(de)熱(re)能，以克(ke)服離子間(jian)的(de)(de)引(yin)力。通過(guo)強大電弧產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)方法叫做電弧熔(rong)融法。這個(ge)融化(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體長大等一(yi)系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程。用水(shui)鎂石(shi)作(zuo)原料有一(yi)脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)鎂石(shi)的主要成分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱鎂礦作為原料(liao)時有一(yi)個脫碳過程，脫碳過程包括兩個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是(shi)菱鎂礦石(shi)的熱分解，菱鎂礦石(shi)的主要成分是(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)(zai)(zai)電熔過程中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)(zai)原料氧化鎂(mei)中(zhong)加入(ru)石(shi)墨(mo)粉末(mo)添(tian)加物(助劑(ji))，在(zai)(zai)(zai)電熔爐(lu)起動過程中(zhong)需在(zai)(zai)(zai)三(san)電極(ji)(石(shi)墨(mo)電極(ji))的(de)下端用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成(cheng)三(san)角(jiao)形(xing)或(huo)星(xing)形(xing)導線路，在(zai)(zai)(zai)通電過程中(zhong)受熱燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)除去(qu)石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程即氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)(zi)和氧離子(zi)(zi)在(zai)(zai)強電(dian)弧產(chan)(chan)生的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)(neng)作(zuo)用下，克服單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變成能(neng)(neng)(neng)(neng)自(zi)由運動(dong)的(de)(de)過(guo)程。也就(jiu)是說，氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(du)(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會(hui)由固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)。在(zai)(zai)這一(yi)過(guo)程中需消(xiao)耗(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產(chan)(chan)者對(dui)用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)生產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值15.3%，散砂生成熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值7.9%，爐子(zi)(zi)表面散熱(re)(re)(re)值6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走熱(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)損失值3.2%，從(cong)這些統計數據(ju)可以看出，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)(rong)