電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧(yang)化鎂的工(gong)藝(yi)流程主要(yao)包(bao)括：原料配(pei)料、電(dian)弧熔融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含(han)量高，又易于開(kai)采，因此，被廣泛用作電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)原料。采用菱鎂(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由(you)于有大量氣體從爐內排出影響著(zhu)電(dian)熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有(you)不利影(ying)響，由于大量(liang)塵料飛損(sun)，使(shi)物(wu)料損(sun)耗和能量(liang)消耗增高，也(ye)惡化(hua)了(le)車間生(sheng)產環境。但(dan)由于優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)容易獲得，價格很(hen)低廉，所以，仍(reng)是我國電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)用得最多最廣泛的(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石中氧化鎂(mei)的(de)含(han)量高低和(he)化學成(cheng)分直(zhi)接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)質量，同時(shi)在電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中也直(zhi)接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)得到(dao)的(de)品(pin)級比(bi)例，因(yin)此，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)質量和(he)品(pin)級比(bi)例，必須對各(ge)種(zhong)礦(kuang)(kuang)石進行(xing)適當的(de)配比(bi)后進行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐富，水鎂(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種制(zhi)造(zao)電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)原(yuan)料，部分(fen)地區水鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)化學成分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石(shi)的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂。以輕燒氧(yang)化(hua)鎂作(zuo)為電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂原(yuan)料，可(ke)以使生(sheng)產環境得(de)到(dao)改(gai)善，可(ke)以降低運(yun)輸費用。由于(yu)電(dian)熔時排出氣體少(shao)，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂質量有利。

我(wo)國(guo)有一些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料入爐(lu)(lu)電熔(rong)(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量達到98%，以此料能生(sheng)產(chan)出白(bai)色(se)大結(jie)晶電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于(yu)成(cheng)球(qiu)費用高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)本。目前，有的(de)廠家(jia)采用反射爐(lu)(lu)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本又比用球(qiu)料作原料時便宜，因而(er)得到了一定的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時(shi)必須(xu)在電(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)采用(yong)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)，如采用(yong)海(hai)(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)，一般首先利(li)用(yong)處(chu)理海(hai)(hai)水(shui)和石灰乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法也(ye)可以制得輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方(fang)法)，采用(yong)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質，可明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)(chang)大。因(yin)為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)界(jie)運動(dong)所需的(de)(de)能量(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)與(yu)第二(er)(er)(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體(ti)能量(liang)(liang)降(jiang)(jiang)低，其(qi)降(jiang)(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)第二(er)(er)(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)(mian)積成正比(bi)，所以必須(xu)提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才能離開(kai)第二(er)(er)(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動(dong)。并且當晶(jing)界(jie)與(yu)第二(er)(er)(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第二(er)(er)(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)界(jie)必須(xu)變形(xing)，第二(er)(er)(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)粒(li)長(chang)(chang)大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降低電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的顯(xian)氣孔(kong)率(lv)，也應盡量(liang)減少原料氧(yang)化鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電熔有其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是(shi)同原子(zi)和(he)分子(zi)的量子(zi)力學(xue)本性如離子(zi)半徑的尺寸(cun)(cun)，離子(zi)的電(dian)位數值(zhi)，離子(zi)的電(dian)子(zi)外層結(jie)構等相關(guan)聯。而氧化(hua)鎂的離子(zi)尺寸(cun)(cun)、質量和(he)電(dian)荷、陽(yang)離子(zi)和(he)陰離子(zi)之間的結(jie)合(he)特性和(he)強度、離子(zi)的極化(hua)作用、結(jie)晶構造等決定它(ta)是(shi)一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化(hua)鎂的(de)熔點(dian)和(he)結(jie)構(gou)參數：陽(yang)離子(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結(jie)構(gou)類(lei)型NaCl;配(pei)位(wei)數6;有效(xiao)配(pei)位(wei)數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過程是由(you)各種鎂(mei)質(zhi)原料，通(tong)過各種形式的(de)(de)加熱方法(fa)產(chan)生高溫使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)(rong)，必須消耗(hao)大量(liang)的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引力。通(tong)過強大電弧產(chan)生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法(fa)叫做電弧熔(rong)融(rong)(rong)法(fa)。這(zhe)個融(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程一(yi)般包括熱的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過程。

①脫水過程。用水鎂石(shi)(shi)作原料有一脫水過程。水鎂石(shi)(shi)的主(zhu)要成分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱鎂礦(kuang)作為原料時有(you)一(yi)個脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括兩個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱鎂礦(kuang)石(shi)的(de)熱(re)分解，菱鎂礦(kuang)石(shi)的(de)主(zhu)要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔過程中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原(yuan)料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)(shi)墨粉(fen)末添加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐起動過程中(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)極(ji)(石(shi)(shi)墨電(dian)極(ji))的下端用石(shi)(shi)墨粉(fen)末鋪(pu)成三角形或星形導線路，在(zai)(zai)通電(dian)過程中(zhong)受熱燒損或完(wan)全燃(ran)燒除(chu)去(qu)石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過(guo)程。熔(rong)(rong)化過(guo)程即氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧(yang)(yang)(yang)離子在(zai)強電弧產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的熱(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克服單晶(jing)體中的晶(jing)格能(neng)(neng)的束(shu)縛(fu)，變成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自由運動的過(guo)程。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體變成(cheng)(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)化。在(zai)這一(yi)過(guo)程中需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)大(da)量的電能(neng)(neng)。據電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)者對用水(shui)(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的熱(re)(re)平衡(heng)的衡(heng)算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的比(bi)例如下：氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表(biao)面(mian)散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統(tong)計數據可以看出，在(zai)電熔(rong)(rong)