電弧熔爐(lu)生(sheng)產電熔氧化(hua)鎂的工(gong)藝(yi)流程(cheng)主要包(bao)括：原(yuan)料(liao)配(pei)料(liao)、電弧熔融、破(po)碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國(guo)有豐富的優質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量高，又易于(yu)開(kai)采(cai)，因此，被廣泛(fan)用(yong)作電熔氧(yang)化鎂(mei)的原料(liao)。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石作原料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)分解產生(sheng)CO2氣(qi)體，由(you)于(yu)有大量氣(qi)體從(cong)爐內排出(chu)影響著電熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂的結晶帶的形(xing)成均有不(bu)利影響，由(you)于大(da)量(liang)塵(chen)料飛損(sun)，使物(wu)料損(sun)耗(hao)和(he)能量(liang)消耗(hao)增高，也惡(e)化(hua)了車間生產環(huan)境。但由(you)于優(you)質菱(ling)鎂礦石容(rong)易獲得(de)，價格很低(di)廉(lian)，所以，仍(reng)是(shi)我國電熔(rong)氧化(hua)鎂用得(de)最多(duo)最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)石中氧(yang)化鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和化學成分直(zhi)接影響(xiang)到(dao)(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同時(shi)在電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程中也直(zhi)接影響(xiang)到(dao)(dao)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)得到(dao)(dao)的(de)品級比例，因此(ci)，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和品級比例，必須(xu)對各(ge)種礦(kuang)(kuang)(kuang)石進行適當的(de)配比后進行熔(rong)煉(lian)。

②水鎂石。我(wo)國的(de)遼寧省水鎂石的(de)礦(kuang)源非常豐富，水鎂石中氧化(hua)(hua)(hua)鎂含量高于菱鎂礦(kuang)石。它(ta)也(ye)是(shi)一種制造(zao)電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)原料，部(bu)分地區(qu)水鎂石的(de)化(hua)(hua)(hua)學成分見表2。

表2水鎂石(shi)的化學成分/%

③輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使生產環境得到改善，可以降低運輸費(fei)用。由于(yu)電(dian)熔時排(pai)出氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有一(yi)些(xie)電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐(lu)(lu)電熔。輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達(da)到98%，以(yi)此料(liao)能生產出白色大(da)結晶(jing)電熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)高，影響生產成(cheng)本。目前(qian)，有的(de)(de)廠家采(cai)用(yong)(yong)反射爐(lu)(lu)輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)(de)粒度加入熔爐(lu)(lu)電熔，電熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)比用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又(you)比用(yong)(yong)球(qiu)料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因而(er)得到了一(yi)定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)熔凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特殊(shu)要求，有時必(bi)須在(zai)電(dian)熔過程中采用(yong)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)熔原(yuan)料，如采用(yong)海(hai)(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)熔原(yuan)料，一般首先利用(yong)處理海(hai)(hai)水(shui)和石灰(hui)乳作用(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法(fa)也(ye)可以制(zhi)得(de)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方(fang)法(fa))，采用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)原(yuan)料生產電(dian)熔凝(ning)(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少(shao)量(liang)的(de)雜質氣體(ti)(相(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)體(ti)的(de)雜質，可明顯影響晶(jing)粒的(de)長大。因(yin)為(wei)雜質相(xiang)的(de)作用(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)界(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)橫截面(mian)積成(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須提高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離(li)開第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)繼續運動(dong)。并且(qie)當(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)粒長大的(de)極限(xian)尺寸(cun)愈小(xiao)。

另一方面為了降低電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)顯氣孔(kong)率，也應盡量減少原料(liao)氧化鎂(mei)(mei)的(de)氣體排(pai)出(chu)，因(yin)此(ci)，采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂電(dian)(dian)熔(rong)有其顯著優點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)單(dan)晶的化(hua)學原料質(zhi)量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)如(ru)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結(jie)構(gou)等(deng)相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)結(jie)合(he)特(te)性(xing)和(he)(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極(ji)化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構(gou)造等(deng)決定(ding)它是(shi)一高(gao)熔點化(hua)合(he)物。

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

電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)最重要(yao)過(guo)程是由各種鎂質原料，通過(guo)各種形式的(de)(de)加(jia)熱(re)方法(fa)產生高(gao)溫使鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要(yao)使氧化(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必須(xu)消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)(de)引力(li)。通過(guo)強大(da)電(dian)弧產生高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)方法(fa)叫(jiao)做電(dian)弧熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大(da)等一系列物理化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫水過(guo)程。用(yong)水鎂(mei)石作原(yuan)料有一脫水過(guo)程。水鎂(mei)石的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原料(liao)時有一個脫(tuo)碳過(guo)(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)(guo)程包括兩(liang)個方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的主要(yao)成分(fen)是(shi)碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過程中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉末添加物(wu)(助劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起動(dong)過程中(zhong)需在(zai)三電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的下端用(yong)石(shi)墨(mo)粉末鋪(pu)成三角(jiao)形或星形導線路，在(zai)通電(dian)過程中(zhong)受熱燒損或完全燃(ran)燒除去(qu)石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程。熔(rong)化(hua)過程即氧(yang)(yang)化(hua)鎂中(zhong)鎂離子(zi)(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)(zi)在強(qiang)電(dian)弧產生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能作(zuo)用下，克服單晶(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能自由(you)運動的(de)(de)過程。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由(you)固體變成(cheng)(cheng)液體，叫熔(rong)化(hua)。在這(zhe)一(yi)過程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)電(dian)能。據(ju)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂生產者對用水(shui)鎂石作(zuo)原料生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比(bi)例如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂晶(jing)體生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統(tong)計(ji)數據(ju)可以看出(chu)，在電(dian)熔(rong)