電弧熔爐生(sheng)產電熔氧化鎂的工藝(yi)流(liu)程主要(yao)包括(kuo)：原料(liao)配(pei)料(liao)、電弧熔融、破(po)碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我(wo)國有豐(feng)富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量高(gao)，又易(yi)于(yu)開(kai)采，因(yin)此，被廣泛用作電熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)石(shi)作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由于(yu)有大量氣體從(cong)爐內排出(chu)影響著(zhu)電熔過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化鎂的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形成均有不利影響，由于(yu)大(da)量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增高，也惡(e)化了(le)車間(jian)生產環境。但(dan)由于(yu)優(you)質菱鎂礦石容易獲得(de)，價格(ge)很低(di)廉，所(suo)以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化鎂用得(de)最多最廣泛(fan)的(de)(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)的含量(liang)高低和化學成(cheng)分(fen)直接影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的質量(liang)，同(tong)時在電(dian)(dian)熔過程中(zhong)也直接影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)得到(dao)的品級比例，因此，為(wei)了保證電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的質量(liang)和品級比例，必須對各種礦(kuang)(kuang)石(shi)進行(xing)適當的配比后進行(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)(shi)。它也是(shi)一種制造電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料，部(bu)分(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)學成分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石的化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)原(yuan)料，可以(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)降低運輸費(fei)用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成分也較均勻，對(dui)提(ti)高(gao)電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)質量有利(li)。

我國(guo)有一些電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達(da)到(dao)98%，以此料(liao)(liao)能生(sheng)產出白色大結晶電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)(cheng)(cheng)球(qiu)費用高，影響生(sheng)產成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)。目前，有的廠家采用反(fan)射爐(lu)(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定的粒度加入熔爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質(zhi)量(liang)比用菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)又比用球(qiu)料(liao)(liao)作原(yuan)料(liao)(liao)時便宜，因而得到(dao)了一定的推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了(le)某些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時(shi)(shi)必須(xu)(xu)在電(dian)(dian)熔過程中(zhong)采用燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)(dian)熔原料，如采用海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電(dian)(dian)熔原料，一般首先利用處理(li)海水和(he)石(shi)灰乳作用生產氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)煅(duan)燒成輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)。用其他(ta)方(fang)(fang)法也可(ke)以制(zhi)得輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方(fang)(fang)法)，采用輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)作為(wei)原料生產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)(deng)研究認為(wei)，極少(shao)量的(de)(de)(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜質，可(ke)明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長大(da)。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用在于(yu)增(zeng)加晶(jing)界運(yun)動(dong)所需的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量。當(dang)晶(jing)界與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)體(ti)能(neng)(neng)量降低(di)，其降低(di)量與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成正比，所以必須(xu)(xu)提高晶(jing)界能(neng)(neng)，晶(jing)界才(cai)能(neng)(neng)離(li)開第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)動(dong)。并且當(dang)晶(jing)界與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)等(deng)(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)界必須(xu)(xu)變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)粒(li)長大(da)的(de)(de)(de)極限尺(chi)寸愈小。

另一方面為(wei)了降低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂的(de)顯氣孔率(lv)，也應盡量減(jian)少(shao)原料(liao)氧(yang)化鎂的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂砂(sha)電熔(rong)有其顯著優點。

⑤電(dian)熔(rong)氧化鎂單(dan)晶的化學原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外層結構等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)結合(he)(he)特性和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極(ji)化(hua)作用、結晶構造等決定它是(shi)一高熔點(dian)化(hua)合(he)(he)物。

氧化鎂的(de)熔(rong)點和(he)結(jie)(jie)構(gou)參數(shu)(shu)：陽離(li)子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰(yin)離(li)子半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)(jie)構(gou)類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重(zhong)要(yao)過(guo)程是由各種鎂(mei)質原料，通過(guo)各種形式(shi)的(de)加熱方(fang)法產(chan)生高(gao)溫(wen)使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體(ti)。要(yao)使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量(liang)的(de)熱能，以(yi)克服離子間的(de)引力(li)。通過(guo)強大電弧產(chan)生高(gao)溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法叫做(zuo)電弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱的(de)傳導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體(ti)長(chang)大等一系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂石(shi)(shi)作原料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂石(shi)(shi)的主要(yao)成分是(shi)(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用菱鎂礦作為原料時(shi)有一個(ge)脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包括兩個(ge)方面。一方面是菱鎂礦石的熱分解，菱鎂礦石的主要成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于(yu)在(zai)(zai)電熔過(guo)程(cheng)中往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中加(jia)入石(shi)墨粉末添加(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)電熔爐(lu)起動過(guo)程(cheng)中需在(zai)(zai)三電極(ji)(石(shi)墨電極(ji))的下端用石(shi)墨粉末鋪成三角形或(huo)星形導線路，在(zai)(zai)通電過(guo)程(cheng)中受熱(re)燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和氧(yang)(yang)(yang)離(li)子在強電(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)作用下，克服單晶體(ti)中的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由(you)運動的(de)(de)(de)過程(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對(dui)用水鎂(mei)石作原(yuan)料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)平(ping)衡(heng)(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)水耗(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據可以(yi)看出，在電(dian)熔(rong)