電弧熔爐生產電熔氧化鎂的(de)工(gong)藝流程主要包(bao)括：原(yuan)料配料、電弧熔融(rong)、破碎、選別、粉(fen)碎、篩別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐富(fu)的優質菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又易于開采，因(yin)此，被廣泛用作電熔氧化鎂(mei)的原(yuan)料。采用菱(ling)(ling)鎂(mei)石作原(yuan)料，碳(tan)酸鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣體(ti)，由于有(you)大(da)量(liang)氣體(ti)從爐內排出影(ying)響(xiang)著電熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有不利影響，由(you)于(yu)大量(liang)(liang)塵(chen)料(liao)飛損，使(shi)物料(liao)損耗(hao)和(he)能(neng)量(liang)(liang)消耗(hao)增高，也(ye)惡化(hua)(hua)了(le)車(che)間生產環境(jing)。但由(you)于(yu)優質菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲得，價格很低(di)廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)用得最多最廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)石中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的含量高低和(he)化(hua)(hua)學成分直接影(ying)響到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量，同時在(zai)電熔(rong)(rong)過程中也直接影(ying)響到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得(de)到的品級比例，因(yin)此，為了保證電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量和(he)品級比例，必須對各(ge)種礦(kuang)(kuang)(kuang)石進行(xing)適當的配比后進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂石。我國的遼寧省水鎂石的礦源非(fei)常豐富，水鎂石中氧化鎂含量高于(yu)菱(ling)鎂礦石。它也是一種制(zhi)造(zao)電熔凝氧化鎂的原(yuan)料，部分地區水鎂石的化學成分見表(biao)2。

表2水鎂(mei)石的化學成分(fen)/%

③輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)。以輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原料，可(ke)以使生(sheng)產環(huan)境得(de)到改(gai)善，可(ke)以降低運(yun)輸費(fei)用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成分也較均勻，對提高(gao)電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質量有(you)利。

我國有一些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)(liao)入爐(lu)電熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)(liao)能生產出白(bai)色(se)大結(jie)晶電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費(fei)用(yong)高，影(ying)響生產成(cheng)本。目(mu)前，有的廠家采用(yong)反射(she)爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以一定的粒(li)度加(jia)入熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本又比用(yong)球料(liao)(liao)作原(yuan)料(liao)(liao)時便宜，因而得到了一定的推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)了(le)某些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有(you)時必須(xu)在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料，如采用(yong)(yong)海水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料，一般首先(xian)利用(yong)(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)(chan)氫氧(yang)化鎂(mei)，將氫氧(yang)化鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)也(ye)可以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)制取方法(fa))，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)原料生產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)。奧(ao)絲脫(tuo)(AusT)和拉(la)特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)體的(de)(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于(yu)增(zeng)加(jia)晶(jing)界(jie)運(yun)動(dong)所需的(de)(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體能量(liang)降低，其降低量(liang)與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正比，所以必須(xu)提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才能離開第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)界(jie)必須(xu)變形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)粒長大的(de)(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另(ling)一方(fang)面為了降低電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的顯(xian)氣孔率，也應盡量(liang)減(jian)少原(yuan)料氧(yang)化(hua)鎂的氣體(ti)排出，因此，采用燒結鎂砂(sha)電熔(rong)(rong)有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂單晶(jing)的化(hua)學(xue)原料(liao)質量要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性是同(tong)原(yuan)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)，離子(zi)的電位(wei)數值(zhi)，離子(zi)的電子(zi)外層(ceng)結(jie)(jie)構等(deng)(deng)相關聯。而(er)氧化鎂的離子(zi)尺寸(cun)、質量和(he)電荷、陽離子(zi)和(he)陰離子(zi)之間的結(jie)(jie)合特(te)(te)性和(he)強度、離子(zi)的極化作用、結(jie)(jie)晶構造等(deng)(deng)決定它(ta)是一高熔點化合物。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)和結(jie)構參數：陽(yang)離(li)子半(ban)徑0.074mm;陰(yin)離(li)子半(ban)徑0.53mm;結(jie)構類(lei)型NaCl;配(pei)位(wei)數6;有效配(pei)位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)質原料，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)種形式的(de)(de)加(jia)熱方法產生高(gao)溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要(yao)使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引力(li)。通(tong)過(guo)(guo)強大(da)電弧產生高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法叫做電弧熔(rong)(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱的(de)(de)傳(chuan)導(dao)、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石(shi)作原(yuan)料有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石(shi)的主要成分(fen)是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程。用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原料時有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程，脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程包括(kuo)兩(liang)個方面。一方面是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的主要成分是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在電熔過程(cheng)中(zhong)往往在原料氧化鎂(mei)中(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)粉末添加物(助劑)，在電熔爐起動(dong)過程(cheng)中(zhong)需在三電極(石(shi)(shi)墨(mo)電極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末鋪成(cheng)三角形或星形導線路，在通電過程(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損或完全(quan)燃燒(shao)除去(qu)石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程即(ji)氧(yang)化(hua)鎂中鎂離(li)子(zi)和(he)氧(yang)離(li)子(zi)在強電(dian)(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克服單(dan)晶體(ti)中的(de)(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)束縛(fu)，變成能(neng)(neng)自由運(yun)動的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程。也就是說(shuo)，氧(yang)化(hua)鎂加熱(re)(re)(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這一過(guo)(guo)程中需消耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂生(sheng)產者對用水(shui)(shui)(shui)鎂石作原料生(sheng)產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)鎂晶體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)成熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)