電(dian)(dian)弧(hu)熔爐生產電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)的工(gong)藝流程主要包(bao)括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電(dian)(dian)弧(hu)熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐(feng)富的(de)優質菱鎂礦石，氧(yang)化(hua)鎂含量高，又易于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧(yang)化(hua)鎂的(de)原(yuan)(yuan)料(liao)。采(cai)用(yong)菱鎂石作(zuo)原(yuan)(yuan)料(liao)，碳酸鎂分解產生CO2氣體，由于(yu)有大量氣體從爐內排出(chu)影響著電熔過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響，由于(yu)大量(liang)塵料飛損，使物(wu)料損耗和能量(liang)消耗增高，也(ye)惡(e)化了車間(jian)生產環境(jing)。但由于(yu)優質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)容易獲得(de)(de)，價格(ge)很低廉，所以，仍(reng)是(shi)我(wo)國電(dian)熔氧化鎂(mei)用得(de)(de)最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)的(de)(de)含(han)量高低和化學成分直接影(ying)響到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)(de)質量，同(tong)時在電熔(rong)(rong)過程中(zhong)也(ye)直接影(ying)響到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)得到的(de)(de)品級(ji)(ji)比例(li)，因此，為了保證電熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)(de)質量和品級(ji)(ji)比例(li)，必須對(dui)各種(zhong)礦石(shi)進行適當(dang)的(de)(de)配比后進行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂石(shi)(shi)。我國的遼寧省水鎂石(shi)(shi)的礦(kuang)源(yuan)非(fei)常豐(feng)富，水鎂石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂含量高于菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂的原料，部分(fen)地(di)區水鎂石(shi)(shi)的化(hua)(hua)學成(cheng)分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。以輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)原(yuan)料，可(ke)以使(shi)生產環境(jing)得到改善，可(ke)以降低(di)運輸(shu)費用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體少(shao)，成分也較均勻，對提(ti)高(gao)電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)質量有利。

我(wo)國(guo)有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此(ci)料(liao)能生(sheng)產(chan)出白色(se)大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成(cheng)(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影(ying)響生(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)廠家(jia)采用(yong)反射(she)爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)一定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦石(shi)好，成(cheng)(cheng)(cheng)本又比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了(le)一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為了某些(xie)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有(you)時必(bi)須在(zai)(zai)電熔過程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電熔原(yuan)(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電熔原(yuan)(yuan)料(liao)，一般(ban)首先利(li)用(yong)(yong)(yong)處理(li)海水和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)(cheng)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其(qi)他方(fang)法也(ye)可以制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原(yuan)(yuan)料(liao)生產電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為，極少量的(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長大。因為雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在(zai)(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界運(yun)動所(suo)需的(de)能(neng)(neng)量。當(dang)(dang)晶(jing)(jing)(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)能(neng)(neng)量降低，其(qi)降低量與第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面積成(cheng)(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界才能(neng)(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)繼(ji)續運(yun)動。并且當(dang)(dang)晶(jing)(jing)(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，與第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界必(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一方面為了降低電熔凝(ning)氧化鎂的顯氣(qi)孔率，也應(ying)盡量(liang)減(jian)少原(yuan)料氧化鎂的氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂砂電熔有其顯著優(you)點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的量子(zi)(zi)力(li)學本性如離子(zi)(zi)半徑的尺(chi)寸(cun)，離子(zi)(zi)的電位數值(zhi)，離子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外層(ceng)結構(gou)等相關聯(lian)。而氧(yang)化鎂(mei)的離子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和電荷、陽離子(zi)(zi)和陰離子(zi)(zi)之間的結合特(te)性和強度、離子(zi)(zi)的極化作用、結晶構(gou)造(zao)等決定它是一高熔(rong)點化合物。

氧化鎂的熔點和結構參數(shu)：陽離子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配位數(shu)6;有(you)效配位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)(de)最重要過(guo)(guo)程是由各種鎂(mei)質(zhi)(zhi)原(yuan)料，通(tong)過(guo)(guo)各種形式的(de)(de)(de)加熱方(fang)法(fa)產(chan)生高溫(wen)使(shi)鎂(mei)質(zhi)(zhi)材料(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔體(ti)。要使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔融，必須消(xiao)耗大量的(de)(de)(de)熱能(neng)，以(yi)克服(fu)離子間的(de)(de)(de)引(yin)力。通(tong)過(guo)(guo)強大電(dian)弧產(chan)生高溫(wen)而(er)熔化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧熔融法(fa)。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般(ban)包括熱的(de)(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體(ti)長大等一系列物理化(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料有一脫水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的主(zhu)要成分是(shi)氫(qing)氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)作(zuo)為原料時(shi)有一個脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包(bao)括(kuo)兩個方面。一方面是菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)的熱分(fen)解，菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)的主要成分(fen)是碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面(mian)，由于在電熔過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)往往在原料氧化鎂(mei)中(zhong)加入石墨(mo)粉末(mo)(mo)添(tian)加物(助(zhu)劑)，在電熔爐(lu)起動過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需在三(san)電極(石墨(mo)電極)的下端(duan)用(yong)石墨(mo)粉末(mo)(mo)鋪成三(san)角形(xing)或星(xing)形(xing)導線路(lu)，在通電過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒損或完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過程。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過程即氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和(he)氧離子在強電弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用下，克服單(dan)晶(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束縛，變成能(neng)自由運動的(de)(de)過程。也(ye)就是說(shuo)，氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫(wen)度(熔(rong)點(dian))就會(hui)由固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)過程中需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電能(neng)。據(ju)電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)產電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如(ru)下：氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼(ke)的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面(mian)散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些(xie)統計數(shu)據(ju)可以看出，在電熔(rong)