電(dian)弧熔(rong)爐生產電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的工藝流(liu)程(cheng)主要(yao)包括：原料(liao)(liao)配(pei)料(liao)(liao)、電(dian)弧熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)、磁選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富(fu)的優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又(you)易于開采，因(yin)此，被廣泛用作(zuo)電熔氧化鎂(mei)的原(yuan)料(liao)。采用菱鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分解(jie)產(chan)生CO2氣(qi)(qi)體(ti)，由于有(you)大量氣(qi)(qi)體(ti)從爐內(nei)排(pai)出(chu)影(ying)響(xiang)著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)結晶帶的(de)形(xing)成均有(you)不利影響，由(you)于(yu)大量塵料(liao)飛損，使(shi)物料(liao)損耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增高(gao)，也惡化(hua)了車間生(sheng)產(chan)環境。但由(you)于(yu)優(you)質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲得，價格很(hen)低(di)廉，所以，仍是我(wo)國電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)用得最多(duo)最廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量高低(di)和(he)(he)化(hua)(hua)學成分直接影響到電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)(zhi)量，同時在電(dian)(dian)熔過程中(zhong)也直接影響到電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得(de)到的(de)品級比(bi)例，因此(ci)，為了保證電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)(zhi)量和(he)(he)品級比(bi)例，必須(xu)對各種礦石進(jin)行適當的(de)配比(bi)后進(jin)行熔煉。

②水鎂石(shi)(shi)(shi)。我國的遼寧省水鎂石(shi)(shi)(shi)的礦(kuang)源非常豐富(fu)，水鎂石(shi)(shi)(shi)中氧化鎂含量高于菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)(shi)。它也是一種制造電(dian)熔凝氧化鎂的原料，部(bu)分地區水鎂石(shi)(shi)(shi)的化學成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學(xue)成(cheng)分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒氧化(hua)鎂作(zuo)為電熔氧化(hua)鎂原料，可以(yi)使生產(chan)環境得(de)到改善(shan)，可以(yi)降低運(yun)輸費用。由于電熔時(shi)排出氣體少，成(cheng)分也較均勻，對提高電熔氧化(hua)鎂質量(liang)有利(li)。

我國有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)以輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)的氧(yang)(yang)化鎂(mei)含量達到98%，以此料(liao)能生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)。但由于成球(qiu)費(fei)用(yong)高(gao)，影響生產成本(ben)(ben)。目前，有的廠家采用(yong)反(fan)射爐(lu)輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)，以一定的粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成本(ben)(ben)又比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而(er)得到了一定的推(tui)廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了(le)某些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的特(te)殊要(yao)求，有時必須(xu)在電熔(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利(li)用(yong)(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)(qi)他方法也可(ke)以制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)產(chan)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)的雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶體的雜質(zhi)，可(ke)明顯(xian)影(ying)響(xiang)晶粒的長(chang)大。因為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶界運動(dong)所需(xu)的能量(liang)。當晶界與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶體能量(liang)降低，其(qi)(qi)降低量(liang)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成(cheng)正比，所以必須(xu)提高晶界能，晶界才(cai)能離開第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且(qie)當晶界與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的晶界必須(xu)變形(xing)，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶粒長(chang)大的極(ji)限(xian)尺寸愈小(xiao)。

另一(yi)方面為了降(jiang)低電熔凝氧化鎂(mei)的顯氣(qi)孔率，也應(ying)盡量(liang)減少原料氧化鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是(shi)同原子(zi)和分子(zi)的(de)量子(zi)力學(xue)本(ben)性如離(li)(li)(li)(li)子(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外層結構等相關(guan)聯。而氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)離(li)(li)(li)(li)子(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量和電(dian)荷、陽離(li)(li)(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)(li)(li)子(zi)之間的(de)結合特性和強(qiang)度、離(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)極化(hua)(hua)作(zuo)用、結晶構造等決定它是(shi)一高熔點化(hua)(hua)合物。

氧化鎂(mei)的熔點(dian)和(he)結構參數：陽離(li)子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰(yin)離(li)子(zi)半(ban)徑0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最(zui)重(zhong)要過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)由各種(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)質(zhi)原料，通過(guo)(guo)各種(zhong)(zhong)形(xing)式的(de)(de)加熱方法(fa)產生(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱能(neng)，以克服離子(zi)間的(de)(de)引力。通過(guo)(guo)強大(da)電(dian)弧(hu)(hu)產生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方法(fa)叫做電(dian)弧(hu)(hu)熔(rong)融法(fa)。這(zhe)個(ge)融化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般包括(kuo)熱的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大(da)等(deng)一系列(lie)物(wu)理化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。用水(shui)(shui)鎂石作原料(liao)有(you)一脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)(shui)鎂石的主要成(cheng)分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。用菱鎂礦(kuang)作為原料時有一個(ge)脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)，脫碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)包括兩個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱鎂礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱鎂礦(kuang)石(shi)的主要成分是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于(yu)在電熔過程中(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧(yang)化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)(shi)墨粉末添加(jia)物(wu)(助劑(ji))，在電熔爐起動過程中(zhong)需在三電極(ji)(石(shi)(shi)墨電極(ji))的下端(duan)用石(shi)(shi)墨粉末鋪成(cheng)三角形(xing)或(huo)星形(xing)導線路(lu)，在通電過程中(zhong)受熱燒損或(huo)完(wan)全燃燒除去(qu)石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧化(hua)(hua)鎂中鎂離(li)子和氧離(li)子在強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下，克服單晶(jing)(jing)體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成能(neng)(neng)自(zi)由(you)運動的(de)(de)(de)過程(cheng)。也(ye)就是說，氧化(hua)(hua)鎂加(jia)熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點(dian))就會(hui)由(you)固(gu)體(ti)(ti)變(bian)成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這一(yi)過程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂生(sheng)(sheng)產者對用水(shui)鎂石作(zuo)原(yuan)料(liao)生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧化(hua)(hua)鎂晶(jing)(jing)體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些(xie)統(tong)計數據(ju)可以看出，在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)