電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)爐(lu)生產電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂的(de)工(gong)藝流(liu)程主要包括：原(yuan)料配料、電(dian)(dian)弧(hu)熔(rong)融、破(po)碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐富(fu)的(de)(de)優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含量高，又(you)易于開采，因此，被廣泛用作(zuo)(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料。采用菱鎂(mei)(mei)石作(zuo)(zuo)原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣(qi)體(ti)，由于有大量氣(qi)體(ti)從爐內(nei)排出(chu)影響著電(dian)熔過程的(de)(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)的結晶(jing)帶的形成(cheng)均有不利影響，由于大量(liang)塵料(liao)(liao)飛(fei)損(sun)(sun)，使物料(liao)(liao)損(sun)(sun)耗和能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)(hua)了車間生產環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格(ge)很低廉，所以，仍是我國電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)用得最多最廣泛的原(yuan)料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中氧化鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和(he)(he)化學(xue)成分直接(jie)影響到電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同(tong)時在(zai)電熔(rong)過程中也直接(jie)影響到電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)得到的(de)品(pin)級比例(li)，因此，為了保證電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)(he)品(pin)級比例(li)，必須(xu)對(dui)各種礦石(shi)進行(xing)適當(dang)的(de)配比后進行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的礦源非常豐(feng)富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種制(zhi)造(zao)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原料(liao)，部分地(di)區(qu)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的化(hua)學成分見表2。

表2水鎂石的化(hua)學成(cheng)分/%

③輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)。以輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)作為(wei)電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原(yuan)料，可以使(shi)生產環境得(de)到改善，可以降低(di)運輸費用。由于電熔(rong)時排出氣體少(shao)，成分也較均勻，對提(ti)高電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質量有利(li)。

我(wo)國有一些電熔(rong)(rong)凝氧化鎂以輕(qing)(qing)燒(shao)氧化鎂制成球(qiu)料入爐電熔(rong)(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧化鎂的(de)氧化鎂含量達到98%，以此料能(neng)生(sheng)(sheng)產出白(bai)色大結(jie)晶電熔(rong)(rong)氧化鎂。但由于(yu)成球(qiu)費用(yong)高，影響生(sheng)(sheng)產成本。目前，有的(de)廠家采用(yong)反射爐輕(qing)(qing)燒(shao)氧化鎂，以一定(ding)的(de)粒度(du)加(jia)入熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧化鎂的(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂礦石好，成本又比(bi)用(yong)球(qiu)料作(zuo)原料時便宜，因而得到了一定(ding)的(de)推廣(guang)。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為了某些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的特殊要(yao)求，有時必(bi)須在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中采用燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，如采用海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，一般首先利用處理(li)海(hai)水(shui)和石灰乳(ru)作用生產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用其(qi)他(ta)方(fang)(fang)法(fa)也(ye)可以制得輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的制取方(fang)(fang)法(fa))，采用輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作為原料(liao)生產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究(jiu)認(ren)為，極少量的雜(za)質氣體(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體的雜(za)質，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)粒的長大(da)。因(yin)為雜(za)質相(xiang)的作用在于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所需(xu)的能(neng)量。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能(neng)量降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量與(yu)第(di)二(er)相(xiang)橫截面積(ji)成正比，所以必(bi)須提(ti)高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)等的晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒長大(da)的極限(xian)尺寸愈小(xiao)。

另(ling)一(yi)方面為了降低電熔凝氧化鎂(mei)的顯氣孔率，也(ye)應(ying)盡(jin)量減(jian)少(shao)原料氧化鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)學原(yuan)料(liao)質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的尺寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的電(dian)(dian)位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構等(deng)(deng)相(xiang)關(guan)聯(lian)。而氧(yang)化(hua)(hua)鎂的離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間(jian)的結(jie)合特性和(he)強(qiang)度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的極(ji)化(hua)(hua)作用、結(jie)晶構造等(deng)(deng)決定它是(shi)一高熔(rong)點化(hua)(hua)合物。

氧化鎂的熔點(dian)(dian)和結構(gou)參數：陽離(li)(li)子半(ban)徑0.074mm;陰離(li)(li)子半(ban)徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位(wei)數6;有(you)效配位(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂制造的最重要過(guo)程是(shi)由(you)各(ge)種鎂質原料，通(tong)過(guo)各(ge)種形式的加(jia)熱(re)方法(fa)產生高(gao)溫使鎂質材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)融(rong)(rong)，必(bi)須消耗大(da)量的熱(re)能，以克服離子(zi)間的引力。通(tong)過(guo)強大(da)電弧產生高(gao)溫而(er)熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的方法(fa)叫做(zuo)電弧熔(rong)(rong)融(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)過(guo)程一(yi)(yi)般(ban)包括熱(re)的傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長大(da)等一(yi)(yi)系列物(wu)理化(hua)學變(bian)化(hua)的過(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石作原料有一脫水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的主要成分(fen)是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱鎂礦作(zuo)為原料(liao)時有一(yi)個脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括兩個方面。一(yi)方面是菱鎂礦石的(de)熱分解，菱鎂礦石的(de)主要成(cheng)分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于(yu)在(zai)(zai)電熔過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石墨(mo)(mo)粉(fen)末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)電熔爐起(qi)動過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需(xu)在(zai)(zai)三電極(ji)(ji)(石墨(mo)(mo)電極(ji)(ji))的下端用石墨(mo)(mo)粉(fen)末鋪成三角形或(huo)星形導線路(lu)，在(zai)(zai)通電過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)受熱燒損或(huo)完全燃燒除去(qu)石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)過(guo)程即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂中鎂離子(zi)和氧(yang)(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)弧產(chan)生的(de)(de)熱(re)能(neng)作(zuo)用(yong)下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束(shu)縛，變成能(neng)自(zi)由運動的(de)(de)過(guo)程。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂加熱(re)到一定溫度(熔(rong)點(dian))就(jiu)會由固體(ti)變成液(ye)體(ti)，叫(jiao)熔(rong)化(hua)。在這一過(guo)程中需消耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂生產(chan)者(zhe)對用(yong)水(shui)鎂石作(zuo)原料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)熱(re)平衡(heng)(heng)的(de)(de)衡(heng)(heng)算，熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂晶(jing)體(ti)生成熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼(ke)的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在電(dian)熔(rong)