電(dian)弧熔爐生(sheng)產(chan)電(dian)熔氧化鎂的工藝流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔融、破碎、選別、粉(fen)碎、篩(shai)別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐富的優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)含量高，又易于(yu)(yu)開采(cai)(cai)，因此，被(bei)廣泛用(yong)作電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的原料(liao)。采(cai)(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)石(shi)作原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣體，由于(yu)(yu)有大量氣體從爐內(nei)排出影(ying)響著電(dian)熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂的(de)結晶帶的(de)形成均(jun)有不利影響，由于(yu)大量塵(chen)料飛(fei)損，使(shi)物料損耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也惡化了車間生產環境(jing)。但由于(yu)優質菱鎂礦石容易獲(huo)得(de)(de)，價格(ge)很低廉，所(suo)以，仍是我國電熔氧(yang)化鎂用得(de)(de)最多(duo)最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)的含量高低和(he)化學成分直接影響到電熔凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的質(zhi)量，同時在電熔過程中也直接影響到電熔凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)得到的品(pin)級(ji)比(bi)(bi)(bi)例，因此，為(wei)了保(bao)證電熔凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的質(zhi)量和(he)品(pin)級(ji)比(bi)(bi)(bi)例，必須對各種礦(kuang)石(shi)進行(xing)適當的配比(bi)(bi)(bi)后進行(xing)熔煉。

②水鎂(mei)石(shi)。我國(guo)的遼寧省水鎂(mei)石(shi)的礦源非常豐富，水鎂(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)礦石(shi)。它也是(shi)一種制(zhi)造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料，部(bu)分(fen)地(di)區水鎂(mei)石(shi)的化(hua)學(xue)成分(fen)見(jian)表2。

表(biao)2水鎂石的(de)化學(xue)成(cheng)分/%

③輕燒氧化(hua)鎂(mei)。以輕燒氧化(hua)鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)原料，可以使生產環境得到改善，可以降低運(yun)輸費用。由于電(dian)熔(rong)(rong)時排(pai)出氣體少，成(cheng)分也(ye)較均勻，對(dui)提(ti)高電(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量有(you)利(li)。

我(wo)國有(you)一(yi)些電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)(yi)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料入爐電(dian)熔。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)(liang)達到(dao)98%，以(yi)(yi)此料能生(sheng)產出白色(se)大結晶電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成球(qiu)費(fei)用(yong)(yong)高，影響生(sheng)產成本。目(mu)前，有(you)的(de)廠(chang)家采用(yong)(yong)反射爐輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)(yi)一(yi)定(ding)的(de)粒度(du)加入熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)(liang)比(bi)用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦石好(hao)，成本又比(bi)用(yong)(yong)球(qiu)料作原料時(shi)便宜，因(yin)而得到(dao)了一(yi)定(ding)的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某(mou)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的特殊要求，有時(shi)必(bi)須(xu)在電(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中(zhong)采用燒(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，如采用海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料(liao)，一般(ban)首先利用處(chu)理(li)海(hai)水(shui)和(he)石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)用生產(chan)氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)(cheng)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其他方(fang)法也可(ke)(ke)以制(zhi)(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見(jian)工業氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的制(zhi)(zhi)取方(fang)法)，采用輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)(deng)研究認為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)的雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的雜(za)質(zhi)，可(ke)(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的長大(da)。因為(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)用在于增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界運動所需的能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)(liang)降(jiang)(jiang)低(di)(di)，其降(jiang)(jiang)低(di)(di)量(liang)(liang)與第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成(cheng)(cheng)正(zheng)比，所以必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界才能離開第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續(xu)運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)(deng)的晶(jing)(jing)(jing)(jing)界必(bi)須(xu)變(bian)形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的極(ji)限(xian)尺寸(cun)愈小(xiao)。

另一方面為了降低電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)顯氣(qi)孔率(lv)，也(ye)應盡量減少原料氧化鎂(mei)(mei)的(de)氣(qi)體排出，因此(ci)，采用燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)電熔有(you)其(qi)顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的化學原料(liao)質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)和(he)(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)(dian)位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)外(wai)層(ceng)結構(gou)等相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)(he)(he)電(dian)(dian)(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)(he)(he)陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結合特性(xing)和(he)(he)(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極(ji)化(hua)作用、結晶構(gou)造等決定它是(shi)一高(gao)熔點化(hua)合物(wu)。

氧(yang)化鎂的熔(rong)點和結(jie)構參數：陽離(li)子(zi)半徑0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數6;有(you)效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂制(zhi)造的(de)(de)(de)最重要過(guo)(guo)程是由各種鎂質(zhi)原料(liao)(liao)，通過(guo)(guo)各種形式的(de)(de)(de)加熱(re)方法產(chan)生高溫使鎂質(zhi)材料(liao)(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)體。要使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)融，必須消耗大量的(de)(de)(de)熱(re)能，以克(ke)服離子間(jian)的(de)(de)(de)引(yin)力。通過(guo)(guo)強大電弧(hu)產(chan)生高溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)方法叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)融法。這個(ge)融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般包括熱(re)的(de)(de)(de)傳(chuan)導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等(deng)一系(xi)列物(wu)理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。用水(shui)(shui)鎂(mei)石作原料有一(yi)脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)(shui)鎂(mei)石的主要成分是氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)。用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原料時有一個(ge)脫碳過程(cheng)，脫碳過程(cheng)包括兩(liang)個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的熱(re)分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的主要(yao)成分(fen)是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于(yu)在(zai)電(dian)(dian)熔過(guo)程中(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)(zhong)需在(zai)三電(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的(de)下端用(yong)石(shi)墨(mo)粉末鋪成三角形或星形導線路(lu)，在(zai)通電(dian)(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong)受熱燒損(sun)或完全燃燒除去(qu)石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過程(cheng)。熔(rong)化過程(cheng)即氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在(zai)強電弧產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)能(neng)作(zuo)用下(xia)，克(ke)服單晶體(ti)中的(de)晶格能(neng)的(de)束(shu)縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自(zi)由運動的(de)過程(cheng)。也(ye)就是說，氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)加熱(re)到一(yi)定(ding)溫(wen)度(熔(rong)點)就會由固(gu)體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫(jiao)熔(rong)化。在(zai)這一(yi)過程(cheng)中需消耗(hao)大量的(de)電能(neng)。據電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者(zhe)對(dui)用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)生(sheng)產(chan)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)消耗(hao)的(de)比例(li)如下(xia)：氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)消耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻水耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻爐殼的(de)水耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可(ke)以看出，在(zai)電熔(rong)