電弧熔爐生產電熔氧化(hua)鎂的工(gong)藝(yi)流程主要包括：原料配料、電弧熔融、破碎、選別、粉(fen)碎、篩別、磁(ci)選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量高，又易于開采，因此(ci)，被廣(guang)泛用作電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)(mei)的原料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作原料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由(you)于有大量氣體(ti)從爐內(nei)排出影響著電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)結晶帶的(de)(de)(de)形成均有不利影響，由于(yu)大量(liang)(liang)塵料(liao)(liao)飛損(sun)，使(shi)物料(liao)(liao)損(sun)耗(hao)和能量(liang)(liang)消(xiao)耗(hao)增高，也惡化(hua)了車間生(sheng)產環境。但由于(yu)優質菱鎂礦石容易獲得(de)(de)，價格很低(di)廉，所(suo)以，仍是我國(guo)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂用得(de)(de)最多最廣泛的(de)(de)(de)原(yuan)料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中氧(yang)(yang)化鎂(mei)的含(han)量(liang)高低和化學(xue)成分直接(jie)影(ying)響到(dao)(dao)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的質量(liang)，同時在電(dian)熔過程(cheng)中也直接(jie)影(ying)響到(dao)(dao)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)得到(dao)(dao)的品(pin)級比(bi)例(li)，因此，為(wei)了(le)保證電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的質量(liang)和品(pin)級比(bi)例(li)，必須(xu)對各(ge)種礦石(shi)進(jin)行適當的配(pei)比(bi)后進(jin)行熔煉(lian)。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省水(shui)(shui)鎂石(shi)的(de)礦源非常豐(feng)富，水(shui)(shui)鎂石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂含量高(gao)于菱鎂礦石(shi)。它也是一種制造(zao)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂的(de)原料，部分(fen)(fen)地區水(shui)(shui)鎂石(shi)的(de)化(hua)(hua)學成分(fen)(fen)見表(biao)2。

表2水鎂(mei)石的化學(xue)成分(fen)/%

③輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)原(yuan)料，可以使(shi)生產環(huan)境(jing)得(de)到改(gai)善，可以降低(di)運(yun)輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣(qi)體少，成分也(ye)較均勻，對提(ti)高電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有(you)一(yi)些電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成球料(liao)入爐電(dian)(dian)熔。輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)的氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)能生產出白色(se)大(da)結(jie)晶電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由(you)于成球費用(yong)高，影響生產成本。目前，有(you)的廠家采(cai)用(yong)反射爐輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的粒度加入熔爐電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成本又(you)比(bi)用(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因(yin)而得到了(le)一(yi)定(ding)的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)(sha)。為(wei)了某些電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特(te)殊要(yao)求，有(you)時(shi)必(bi)(bi)須(xu)(xu)在電熔(rong)(rong)過程中采(cai)(cai)用燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，如采(cai)(cai)用海(hai)水鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先利(li)用處理海(hai)水和石灰乳作(zuo)用生(sheng)(sheng)產氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)。用其他(ta)方(fang)法(fa)也可(ke)(ke)以制(zhi)得輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(詳見工業(ye)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制(zhi)取方(fang)法(fa))，采(cai)(cai)用輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)(sheng)產電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研(yan)究認(ren)為(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)雜質氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶體(ti)(ti)的(de)(de)雜質，可(ke)(ke)明顯影響晶粒(li)的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用在于增加晶界(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)(de)能量(liang)(liang)。當晶界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶體(ti)(ti)能量(liang)(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積(ji)成正比，所(suo)以必(bi)(bi)須(xu)(xu)提高晶界(jie)能，晶界(jie)才能離(li)開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶界(jie)必(bi)(bi)須(xu)(xu)變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)(liang)愈(yu)多，晶粒(li)長(chang)大的(de)(de)極限(xian)尺寸愈(yu)小。

另一(yi)方面為了降低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂的(de)顯(xian)氣孔率(lv)，也(ye)應(ying)盡量減(jian)少(shao)原料氧(yang)化鎂的(de)氣體排出，因此，采(cai)用(yong)燒結鎂砂電熔(rong)有(you)其(qi)顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原(yuan)料(liao)質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是(shi)同原(yuan)子(zi)和(he)分子(zi)的量(liang)子(zi)力學本性如離(li)子(zi)半徑的尺(chi)寸，離(li)子(zi)的電(dian)位數值，離(li)子(zi)的電(dian)子(zi)外層(ceng)結構等相關聯。而氧化鎂的離(li)子(zi)尺(chi)寸、質量(liang)和(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)和(he)陰離(li)子(zi)之間的結合(he)特性和(he)強(qiang)度、離(li)子(zi)的極化作用、結晶構造等決(jue)定它是(shi)一高熔(rong)點化合(he)物。

氧化鎂(mei)的(de)熔點和結構參數：陽(yang)離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效(xiao)配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)最重要過程(cheng)是(shi)由各(ge)種(zhong)(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料(liao)，通(tong)過各(ge)種(zhong)(zhong)形式的(de)加熱方(fang)法產生高(gao)溫使鎂(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體(ti)。要使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量(liang)的(de)熱能，以(yi)克服離子間的(de)引力。通(tong)過強大(da)電弧(hu)產生高(gao)溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法叫(jiao)做(zuo)電弧(hu)熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)一般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體(ti)長大(da)等一系列物(wu)理(li)化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂石作原料有(you)一脫水(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)鎂石的主要(yao)成分是氫氧(yang)化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱鎂礦(kuang)作(zuo)為原料時有一(yi)(yi)個(ge)(ge)脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括兩個(ge)(ge)方(fang)面(mian)。一(yi)(yi)方(fang)面(mian)是菱鎂礦(kuang)石(shi)的熱(re)分解，菱鎂礦(kuang)石(shi)的主要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在原料(liao)氧(yang)化鎂中(zhong)(zhong)加入石墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在電(dian)熔(rong)爐起動過程(cheng)中(zhong)(zhong)需在三電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下(xia)端用石墨(mo)粉末(mo)鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路，在通(tong)電(dian)過程(cheng)中(zhong)(zhong)受(shou)熱(re)燒(shao)損或完(wan)全(quan)燃燒(shao)除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離(li)子和氧(yang)離(li)子在(zai)(zai)強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克服(fu)單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)自由運動(dong)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)到一(yi)(yi)定(ding)溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)。在(zai)(zai)這一(yi)(yi)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗大量的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂生(sheng)(sheng)產者對用水(shui)鎂石作原料(liao)生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂晶體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出(chu)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)(rong)