電(dian)(dian)弧熔爐生產電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂的工(gong)藝流程主要包括：原料配料、電(dian)(dian)弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐(feng)富(fu)的優(you)質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)高，又易于(yu)(yu)開采(cai)，因(yin)此，被廣泛用作電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料。采(cai)用菱鎂(mei)石作原(yuan)料，碳(tan)酸鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣(qi)體(ti)，由于(yu)(yu)有(you)大量(liang)氣(qi)體(ti)從(cong)爐內排出(chu)影響著電熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的(de)結(jie)晶帶的(de)形(xing)成(cheng)均有不利影響(xiang)，由于(yu)(yu)大量塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和(he)能量消耗增高，也惡化(hua)了車間生產環(huan)境。但由于(yu)(yu)優質(zhi)菱鎂礦石(shi)容易獲得，價格很低廉，所以(yi)，仍是我國電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的含量(liang)(liang)高(gao)低和(he)化學成(cheng)分(fen)直(zhi)接影響到(dao)(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)(liang)，同時在電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)也(ye)直(zhi)接影響到(dao)(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)得(de)到(dao)(dao)的品級比例(li)，因此，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)(liang)和(he)品級比例(li)，必須對各種礦石(shi)(shi)進(jin)行(xing)適當的配比后(hou)進(jin)行(xing)熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石。我國的(de)遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)石的(de)礦源非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)石中(zhong)氧化鎂(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)礦石。它(ta)也是一種制造(zao)電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)原料(liao)，部(bu)分地區水(shui)鎂(mei)石的(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)。以輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)作為電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)原料，可(ke)(ke)以使生產(chan)環境得到(dao)改善，可(ke)(ke)以降低運輸費用。由于電熔(rong)時排出氣體少，成分也較均勻，對提高電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量有利(li)。

我國有(you)一(yi)(yi)些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球料入(ru)爐電熔(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以此料能生(sheng)產(chan)出白(bai)色(se)大結晶電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費用高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)本。目前(qian)，有(you)的廠家采用反(fan)射爐輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)(yi)定的粒度加入(ru)熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量比用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用球料作原料時便宜，因而得到了一(yi)(yi)定的推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有時必(bi)須在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，如采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處理海水和石灰乳(ru)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他(ta)方法也(ye)可(ke)以(yi)制得輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)雜質氣體(ti)(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長(chang)大。因為(wei)雜質相(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)界運動所(suo)需的(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與(yu)第(di)二相(xiang)橫截面積(ji)成正比，所(suo)以(yi)必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界才能(neng)離開第(di)二相(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)第(di)二相(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)界必(bi)須變形，第(di)二相(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)極限尺寸愈(yu)小。

另(ling)一方面為了降低(di)電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的(de)(de)顯氣孔率(lv)，也應盡量減少原料(liao)氧化鎂(mei)的(de)(de)氣體排出，因此，采(cai)用燒結(jie)鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特(te)性(xing)是(shi)同原子和(he)(he)(he)分子的量子力學本性(xing)如離(li)(li)(li)(li)子半徑的尺寸，離(li)(li)(li)(li)子的電位數值，離(li)(li)(li)(li)子的電子外層(ceng)結構(gou)(gou)等(deng)相關聯。而氧化鎂的離(li)(li)(li)(li)子尺寸、質量和(he)(he)(he)電荷、陽離(li)(li)(li)(li)子和(he)(he)(he)陰離(li)(li)(li)(li)子之間的結合特(te)性(xing)和(he)(he)(he)強度、離(li)(li)(li)(li)子的極化作用(yong)、結晶構(gou)(gou)造等(deng)決(jue)定(ding)它(ta)是(shi)一高熔點化合物。

氧化鎂的熔點和結(jie)構參數：陽(yang)離(li)子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離(li)子(zi)半(ban)徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧化(hua)鎂制造(zao)的(de)(de)最(zui)重(zhong)要過(guo)程是由各種鎂質原料，通過(guo)各種形式的(de)(de)加熱方法產(chan)生(sheng)高溫(wen)使(shi)鎂質材料(MgO)熔化(hua)，變(bian)成氧化(hua)鎂熔體。要使(shi)氧化(hua)鎂熔融，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱能，以克服離子間(jian)的(de)(de)引力。通過(guo)強大(da)電弧(hu)產(chan)生(sheng)高溫(wen)而熔化(hua)氧化(hua)鎂的(de)(de)方法叫做電弧(hu)熔融法。這個(ge)融化(hua)過(guo)程一般包括熱的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)等一系(xi)列(lie)物理(li)化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)(tuo)水過程(cheng)。用(yong)水鎂石作原料有(you)一脫(tuo)(tuo)水過程(cheng)。水鎂石的主(zhu)要成分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂(mei)礦作為(wei)原料(liao)時有一(yi)(yi)個(ge)脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)包括兩個(ge)方(fang)面。一(yi)(yi)方(fang)面是菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石(shi)的熱(re)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，由于在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔過程中(zhong)往往在(zai)(zai)(zai)原(yuan)料(liao)氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔爐起(qi)動(dong)過程中(zhong)需在(zai)(zai)(zai)三電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成三角形或星形導線路，在(zai)(zai)(zai)通(tong)電(dian)過程中(zhong)受熱(re)燒損或完全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過程(cheng)(cheng)。熔化(hua)過程(cheng)(cheng)即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在強電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)作用下(xia)，克(ke)服(fu)單(dan)晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)自由運動(dong)的(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)到一定溫(wen)度(熔點)就(jiu)會由固(gu)體(ti)變(bian)成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫(jiao)熔化(hua)。在這一過程(cheng)(cheng)中(zhong)需(xu)消(xiao)耗大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)生產(chan)者對(dui)用水鎂(mei)石作原料生產(chan)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)平(ping)衡的(de)(de)(de)衡算(suan)，熱(re)消(xiao)耗的(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶體(ti)生成(cheng)(cheng)熱(re)消(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)耗熱(re)值(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)(cheng)熱(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水耗熱(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數據可以看出，在電(dian)(dian)熔