電弧熔爐(lu)生產(chan)電熔氧化鎂的工藝流程主要(yao)包(bao)括：原料配(pei)料、電弧熔融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分類包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐富(fu)的優質菱鎂礦石(shi)，氧化(hua)鎂含量高，又易(yi)于開采(cai)，因此，被廣泛用作電熔氧化(hua)鎂的原料(liao)。采(cai)用菱鎂石(shi)作原料(liao)，碳酸(suan)鎂分解產生CO2氣(qi)體，由于有(you)大量氣(qi)體從爐內(nei)排出影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的結(jie)晶帶的形成均有不利影(ying)響，由于大量塵料(liao)(liao)飛損(sun)，使物料(liao)(liao)損(sun)耗和能(neng)量消(xiao)耗增高(gao)，也惡化(hua)了車間(jian)生(sheng)產環境。但由于優質菱鎂礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是我國(guo)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂用得(de)最多最廣泛的原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)的含量(liang)高低和化學成分直接(jie)影響(xiang)到(dao)(dao)電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的質量(liang)，同時在電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)也(ye)直接(jie)影響(xiang)到(dao)(dao)電(dian)熔凝氧化鎂(mei)得到(dao)(dao)的品級比(bi)例，因此，為了保證電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的質量(liang)和品級比(bi)例，必須(xu)對各種礦石(shi)進行適當的配比(bi)后進行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石。它也是一(yi)種(zhong)制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)化(hua)學成分見(jian)表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)(qing)燒氧化鎂(mei)。以(yi)輕(qing)(qing)燒氧化鎂(mei)作為電熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)原料(liao)，可(ke)以(yi)使生(sheng)產環(huan)境得到改善，可(ke)以(yi)降(jiang)低運輸費用。由于(yu)電熔(rong)(rong)時排出(chu)氣體少(shao)，成分也較均勻，對提(ti)高電熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)質量(liang)有利(li)。

我國有(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)料入爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達(da)到98%，以此料能生(sheng)產出白色大結(jie)晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)費用(yong)高，影響生(sheng)產成(cheng)(cheng)本。目前，有(you)的(de)廠家采用(yong)反射爐輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定的(de)粒(li)度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又比用(yong)球(qiu)(qiu)料作原料時便(bian)宜(yi)，因而得(de)到了一(yi)定的(de)推(tui)廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂砂。為(wei)(wei)(wei)了(le)某些電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)特(te)殊(shu)要求(qiu)，有時必(bi)須(xu)在電(dian)熔過程中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)料，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)海水鎂砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)料，一般首(shou)先利用(yong)(yong)(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂煅(duan)燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂。用(yong)(yong)(yong)其他方法也可(ke)以(yi)制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(詳見(jian)工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料生(sheng)產電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂。奧(ao)絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)(de)(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)運動(dong)(dong)所(suo)需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)(liang)(liang)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)橫(heng)截面(mian)積成(cheng)正比，所(suo)以(yi)必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)繼續運動(dong)(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形(xing)，第(di)(di)(di)二(er)(er)(er)相(xiang)數量(liang)(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒(li)(li)長大的(de)(de)(de)極限尺寸愈(yu)小(xiao)。

另一方面為了降低電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)顯氣孔率，也(ye)應盡(jin)量減少原料氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)氣體排(pai)出，因此，采用燒結鎂砂電熔(rong)有(you)其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶(jing)的化學(xue)原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同(tong)原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力(li)學本性(xing)如離子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)尺寸，離子(zi)(zi)的(de)電(dian)位數(shu)值，離子(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結構(gou)(gou)等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離子(zi)(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽離子(zi)(zi)和陰(yin)離子(zi)(zi)之間的(de)結合特性(xing)和強度(du)、離子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作(zuo)用、結晶構(gou)(gou)造等(deng)決定它(ta)是一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點和結構參數：陽(yang)離子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配位(wei)數6;有效配位(wei)數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)最重要(yao)過(guo)(guo)(guo)程是由各種(zhong)鎂(mei)質原(yuan)料，通過(guo)(guo)(guo)各種(zhong)形式的(de)加熱方法(fa)(fa)產(chan)生高溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要(yao)使氧(yang)化(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(li)子(zi)間(jian)的(de)引力。通過(guo)(guo)(guo)強(qiang)大電弧產(chan)生高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程一(yi)般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過程。用水(shui)鎂石作原料有一脫(tuo)水(shui)過程。水(shui)鎂石的主(zhu)要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱鎂(mei)礦作為原料時(shi)有一個脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包(bao)括兩個方面。一方面是(shi)菱鎂(mei)礦石的(de)熱分解，菱鎂(mei)礦石的(de)主要成(cheng)分是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在電(dian)熔過程中(zhong)(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧化(hua)鎂中(zhong)(zhong)加入(ru)石墨粉(fen)末(mo)添加物(助劑)，在電(dian)熔爐(lu)起(qi)動過程中(zhong)(zhong)需在三電(dian)極(ji)(石墨電(dian)極(ji))的(de)下端用石墨粉(fen)末(mo)鋪成三角形或星形導(dao)線路，在通電(dian)過程中(zhong)(zhong)受熱燒損(sun)或完全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過程。熔化(hua)過程即(ji)氧(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧(yang)離子在(zai)強電(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱能(neng)作用下(xia)，克(ke)服單晶體(ti)(ti)中的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由(you)運動(dong)的(de)(de)過程。也就是(shi)說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱到一定溫度(熔點)就會由(you)固體(ti)(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔化(hua)。在(zai)這(zhe)一過程中需消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)者對用水鎂(mei)石作原料(liao)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱平衡的(de)(de)衡算，熱消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)熱值(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)熱值(zhi)7.9%，爐(lu)子表(biao)面散(san)熱值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據可以看出，在(zai)電(dian)熔