電(dian)弧(hu)熔(rong)爐生(sheng)產電(dian)熔(rong)氧化鎂的(de)工藝流程(cheng)主要包(bao)括：原料(liao)配(pei)料(liao)、電(dian)弧(hu)熔(rong)融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量高，又易于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛用作電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的原(yuan)料。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸(suan)鎂(mei)分(fen)解產(chan)生CO2氣體，由(you)于(yu)有大量氣體從爐內(nei)排出(chu)影響著(zhu)電熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的結晶帶的形成均有不利影響，由于大量塵料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗和能量消(xiao)耗增高，也惡(e)化了車間生(sheng)產環境。但由于優質(zhi)菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲得(de)，價格很低(di)廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)用得(de)最多最廣(guang)泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中(zhong)氧(yang)化鎂的(de)含量高(gao)低和化學(xue)成(cheng)分直接(jie)影(ying)響到電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂的(de)質量，同時(shi)在電熔(rong)過程中(zhong)也直接(jie)影(ying)響到電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂得到的(de)品(pin)級比(bi)(bi)例(li)，因此，為了保(bao)證電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂的(de)質量和品(pin)級比(bi)(bi)例(li)，必須對(dui)各種礦(kuang)石進行適當的(de)配比(bi)(bi)后(hou)進行熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的遼寧(ning)省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的礦源(yuan)非(fei)常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的化(hua)(hua)學成分見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為(wei)電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)原(yuan)料，可以(yi)使生產環(huan)境得到(dao)改(gai)善，可以(yi)降低運輸(shu)費用。由于電熔(rong)(rong)時排出氣(qi)體少，成分(fen)也較(jiao)均(jun)勻(yun)，對提高電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利。

我(wo)國(guo)有一些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)料(liao)入(ru)爐(lu)電熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化鎂(mei)含(han)量達到98%，以此料(liao)能生產(chan)出(chu)白色大結晶電熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)費(fei)用高，影響生產(chan)成(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)(de)廠家采用反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)，以一定(ding)的(de)(de)粒度加(jia)入(ru)熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量比(bi)用菱鎂(mei)礦石好(hao)，成(cheng)(cheng)本又比(bi)用球(qiu)(qiu)料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜(yi)，因而得到了一定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)特殊要求(qiu)，有時必(bi)須在電(dian)熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)砂作為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如(ru)采用(yong)(yong)海水鎂(mei)砂作為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)處理海水和石灰乳作用(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他(ta)方(fang)法(fa)也可以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)制取方(fang)法(fa))，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)作為(wei)原(yuan)料(liao)生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉(la)特爾(Ruttere)等研(yan)究(jiu)認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶體的(de)(de)雜質(zhi)，可明(ming)顯影(ying)響(xiang)晶粒的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)在于增加晶界運動所(suo)需(xu)的(de)(de)能量(liang)。當晶界與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶體能量(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)成正比，所(suo)以必(bi)須提高晶界能，晶界才(cai)能離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續(xu)運動。并且當晶界與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶界必(bi)須變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶粒長(chang)大的(de)(de)極限(xian)尺寸愈小(xiao)。

另一方(fang)面為(wei)了降(jiang)低電熔(rong)凝氧化鎂的(de)顯(xian)氣孔率，也應盡(jin)量減少原料氧化鎂的(de)氣體排出，因此(ci)，采(cai)用燒結鎂砂電熔(rong)有其顯(xian)著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的化學(xue)原料(liao)質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)力學本性(xing)如離子(zi)半(ban)徑的(de)(de)(de)尺寸，離子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值，離子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)外層(ceng)結構等相關(guan)聯。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)離子(zi)尺寸、質量(liang)(liang)和(he)電(dian)荷、陽離子(zi)和(he)陰離子(zi)之間的(de)(de)(de)結合(he)特性(xing)和(he)強(qiang)度、離子(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用、結晶構造(zao)等決(jue)定它是(shi)一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的(de)熔點(dian)和(he)結構參數：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6;有效(xiao)配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)是(shi)由各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原(yuan)料，通過(guo)各種形式的(de)(de)(de)(de)加熱(re)方法產生高溫使鎂(mei)(mei)質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成(cheng)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須(xu)消耗大量的(de)(de)(de)(de)熱(re)能，以克(ke)服離子(zi)間的(de)(de)(de)(de)引力。通過(guo)強大電(dian)弧產生高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)方法叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱(re)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)導(dao)、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列物理(li)化(hua)(hua)學(xue)變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。用水鎂石作原料有一脫(tuo)水過(guo)程(cheng)。水鎂石的主要(yao)成分(fen)是氫(qing)氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程。用菱鎂礦(kuang)作為原料(liao)時有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程包括兩個(ge)方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂礦(kuang)石(shi)的熱分解(jie)，菱鎂礦(kuang)石(shi)的主要成(cheng)分是碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于(yu)在電熔(rong)過程中(zhong)往往在原料(liao)氧(yang)化鎂中(zhong)加(jia)(jia)入石墨(mo)(mo)粉末(mo)添加(jia)(jia)物(助劑)，在電熔(rong)爐起動過程中(zhong)需(xu)在三電極(石墨(mo)(mo)電極)的(de)下端用石墨(mo)(mo)粉末(mo)鋪成三角形或星形導線(xian)路(lu)，在通電過程中(zhong)受熱燒損(sun)或完全(quan)燃燒除去(qu)石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過程。熔(rong)(rong)化(hua)過程即氧(yang)(yang)化(hua)鎂中鎂離子(zi)和(he)氧(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能作用(yong)下，克(ke)服單晶體(ti)中的(de)(de)(de)晶格(ge)能的(de)(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)能自由運動的(de)(de)(de)過程。也就是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂加熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫(wen)度(du)(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)一(yi)過程中需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂生(sheng)產者對用(yong)水(shui)鎂石作原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼(ke)的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能損(sun)失值(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些(xie)統(tong)計數據可以看(kan)出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)