電(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的(de)工藝(yi)流(liu)程主要(yao)包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧(hu)熔融(rong)、破碎、選(xuan)別(bie)、粉(fen)碎、篩(shai)別(bie)、磁(ci)選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含量高(gao)，又易(yi)于(yu)開采，因此，被(bei)廣泛(fan)用作電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)的原料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)石作原料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由于(yu)有大量氣體從爐內(nei)排(pai)出影響著電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成(cheng)均有不利影響(xiang)，由于(yu)大量塵料(liao)飛(fei)損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也(ye)惡化(hua)了車間生產環境。但(dan)由于(yu)優質菱(ling)鎂(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所以(yi)，仍是(shi)我國(guo)電熔氧化(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石中氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)含量(liang)高(gao)低(di)和化學(xue)成分(fen)直接(jie)影(ying)(ying)響(xiang)到電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時在電熔(rong)過程中也直接(jie)影(ying)(ying)響(xiang)到電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)得到的(de)(de)品級(ji)比例，因此，為(wei)了(le)保證電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)和品級(ji)比例，必(bi)須對各種礦石進行適(shi)當(dang)的(de)(de)配比后(hou)進行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源(yuan)非(fei)常豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是(shi)一種制(zhi)造電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料，部分地(di)區水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)(hua)學成(cheng)分見表2。

表2水鎂(mei)石的化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)化鎂(mei)作為(wei)電熔氧(yang)化鎂(mei)原(yuan)料，可(ke)以使生產環(huan)境得到(dao)改善，可(ke)以降低運輸費(fei)用。由(you)于電熔時排出氣體(ti)少，成分也較均勻(yun)，對提高電熔氧(yang)化鎂(mei)質量(liang)有利。

我國有一些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐電熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以此料(liao)能(neng)生產(chan)出白色大結(jie)晶電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費用(yong)高，影響生產(chan)成本。目前(qian)，有的(de)(de)廠家采(cai)用(yong)反射爐輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一定(ding)的(de)(de)粒(li)度加入熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本又比用(yong)球(qiu)料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜(yi)，因而(er)得到了一定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)。為了某些電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求，有(you)時必須在電(dian)(dian)熔過程中采用(yong)燒(shao)(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為電(dian)(dian)熔原(yuan)料，如采用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為電(dian)(dian)熔原(yuan)料，一般首先利(li)用(yong)處理海(hai)水和石灰乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他(ta)方(fang)(fang)法(fa)也可以(yi)制(zhi)得輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方(fang)(fang)法(fa))，采用(yong)輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為原(yuan)料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等(deng)研(yan)究認(ren)為，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(相)也屬于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)雜質(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)長大。因為雜質(zhi)相的(de)作(zuo)用(yong)在于(yu)增加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需(xu)的(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二相相遇時，晶(jing)(jing)體能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)二相橫截(jie)面積(ji)成正比(bi)，所以(yi)必須提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)二相繼續運(yun)動。并(bing)且(qie)當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二相相遇時，與(yu)(yu)第(di)二相橫截(jie)面積(ji)相等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)二相數(shu)量(liang)(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)粒(li)長大的(de)極(ji)限尺寸(cun)愈(yu)小。

另一方(fang)面為(wei)了降低電(dian)熔凝(ning)氧化鎂的(de)顯(xian)(xian)氣孔率，也應盡(jin)量(liang)減少原料氧化鎂的(de)氣體排(pai)出，因此，采用(yong)燒結鎂砂(sha)電(dian)熔有其顯(xian)(xian)著優點(dian)。

⑤電(dian)熔氧(yang)化鎂單晶(jing)的化學原(yuan)料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力學(xue)本性如離子(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)(cun)，離子(zi)(zi)的(de)電位數值(zhi)，離子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層結(jie)(jie)構等相關(guan)聯。而氧化鎂的(de)離子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)(cun)、質(zhi)量(liang)和(he)電荷、陽離子(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)(jie)合(he)特(te)性和(he)強(qiang)度、離子(zi)(zi)的(de)極化作(zuo)用、結(jie)(jie)晶構造等決定(ding)它是一(yi)高(gao)熔點化合(he)物。

氧化鎂(mei)的(de)熔點和結構參(can)數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂制造的最重要(yao)過(guo)程(cheng)是由(you)各種(zhong)鎂質原料，通過(guo)各種(zhong)形式的加熱(re)方法(fa)產生高(gao)(gao)溫(wen)(wen)使(shi)鎂質材料(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔體(ti)。要(yao)使(shi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔融，必須消耗(hao)大(da)量(liang)的熱(re)能(neng)，以克服離子間的引力。通過(guo)強大(da)電(dian)(dian)弧(hu)產生高(gao)(gao)溫(wen)(wen)而熔化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的方法(fa)叫做電(dian)(dian)弧(hu)熔融法(fa)。這個(ge)融化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般包(bao)括熱(re)的傳導、脫水(shui)、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等一系列物理化(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)的過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料有一脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)主要(yao)成分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過(guo)(guo)程。用菱鎂(mei)礦作為原(yuan)料時有一個(ge)脫(tuo)(tuo)碳過(guo)(guo)程，脫(tuo)(tuo)碳過(guo)(guo)程包括(kuo)兩個(ge)方面。一方面是菱鎂(mei)礦石(shi)的熱(re)分解，菱鎂(mei)礦石(shi)的主(zhu)要成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電熔過(guo)程中(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)(zhong)加入(ru)石墨(mo)粉末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)電熔爐起(qi)動(dong)過(guo)程中(zhong)(zhong)需在(zai)三電極(ji)(石墨(mo)電極(ji))的下端用石墨(mo)粉末鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)通電過(guo)程中(zhong)(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。熔化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)即氧化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在(zai)強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)能(neng)(neng)作用下(xia)，克(ke)服單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)束縛，變成能(neng)(neng)自由(you)運動(dong)的(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到(dao)一定溫(wen)度(du)(熔點(dian))就(jiu)會(hui)由(you)固體(ti)變成液體(ti)，叫熔化(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)消耗(hao)的(de)比例如下(xia)：氧化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成熱(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表(biao)面散熱(re)值(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以(yi)看(kan)出(chu)，在(zai)電(dian)(dian)熔