電弧熔爐(lu)生產電熔氧(yang)化鎂的工(gong)藝(yi)流(liu)程主要(yao)包括：原料配料、電弧熔融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優(you)質菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)含(han)量(liang)高(gao)，又(you)易(yi)于開采(cai)，因此，被(bei)廣(guang)泛用(yong)作電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)原(yuan)料。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于有大量(liang)氣(qi)體從爐內排出影響著電(dian)熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成均有不(bu)利影響，由于大(da)量(liang)(liang)塵(chen)料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和(he)能(neng)量(liang)(liang)消耗增高(gao)，也惡化(hua)了車間(jian)生產環境。但由于優質菱(ling)鎂(mei)礦石容易獲得(de)(de)，價格很(hen)低廉，所以，仍是我國電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得(de)(de)最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)石中氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和化學成(cheng)分(fen)直接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同時(shi)在電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程中也直接影響到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)得到的(de)品級(ji)比(bi)例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和品級(ji)比(bi)例，必須對各種礦(kuang)(kuang)(kuang)石進行適當的(de)配比(bi)后(hou)進行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我(wo)國的(de)(de)遼(liao)寧省水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)含量(liang)高于(yu)菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它也是(shi)一種制(zhi)造電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)(de)原料，部(bu)分地區(qu)水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)化學(xue)成分見(jian)表2。

表2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕燒氧化(hua)(hua)鎂。以輕燒氧化(hua)(hua)鎂作為電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂原(yuan)料(liao)，可以使生產(chan)環(huan)境(jing)得到(dao)改善，可以降低(di)運輸費(fei)用。由于電熔(rong)時排(pai)出氣體(ti)少，成(cheng)分(fen)也(ye)較均勻，對提高電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂質量有(you)利(li)。

我(wo)國有(you)一(yi)些(xie)電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)(yi)(yi)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料入爐電熔(rong)(rong)。輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)(yi)(yi)此料能生產出白色(se)大結晶電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費用(yong)高(gao)，影響生產成本。目前，有(you)的(de)廠(chang)家采用(yong)反射爐輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)(yi)(yi)一(yi)定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好(hao)，成本又比用(yong)球(qiu)料作原料時(shi)便宜，因而得(de)到(dao)了一(yi)定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂。為(wei)了(le)某些電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特殊要求，有時(shi)必須在電熔(rong)(rong)(rong)過程中采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂作為(wei)電熔(rong)(rong)(rong)原料，如采用(yong)(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)砂作為(wei)電熔(rong)(rong)(rong)原料，一(yi)般首先利用(yong)(yong)(yong)處(chu)理海水(shui)和石灰(hui)乳(ru)作用(yong)(yong)(yong)生產氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方(fang)法也(ye)可(ke)以(yi)(yi)制得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制取方(fang)法)，采用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作為(wei)原料生產電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少(shao)量的(de)雜質氣體(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體的(de)雜質，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)粒的(de)長(chang)(chang)大(da)。因為(wei)雜質相(xiang)的(de)作用(yong)(yong)(yong)在于增(zeng)加晶(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所需的(de)能(neng)量。當晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)(di)二相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)體能(neng)量降低，其降低量與第(di)(di)(di)二相(xiang)橫截面積成正比，所以(yi)(yi)必須提高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開(kai)第(di)(di)(di)二相(xiang)繼續(xu)運(yun)動。并且當晶(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)(di)二相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，與第(di)(di)(di)二相(xiang)橫截面積相(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須變形，第(di)(di)(di)二相(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)粒長(chang)(chang)大(da)的(de)極限(xian)尺寸愈小(xiao)。

另一方面為了降低電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)顯氣孔率，也應(ying)盡(jin)量減少原料氧化鎂(mei)(mei)的(de)氣體排出，因此，采用燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂電熔有其顯著優(you)點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂單晶的化(hua)(hua)學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結構等相關聯。而氧化鎂(mei)的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和(he)(he)電(dian)(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)結合(he)特性(xing)和(he)(he)強度(du)、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化作用、結晶構造等決定它是一高熔(rong)點化合(he)物。

氧化(hua)鎂的熔點和結構參(can)數：陽(yang)離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有(you)效配位數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質原(yuan)料，通過(guo)各種形式的(de)(de)加熱方法產(chan)生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)熔(rong)體。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱能(neng)，以克服離子間的(de)(de)引力。通過(guo)強大(da)電(dian)弧產(chan)生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)方法叫做電(dian)弧熔(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般(ban)包括熱的(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等(deng)一(yi)系列物理化(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂石的主(zhu)要(yao)成分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)作(zuo)為原料時有一個(ge)脫碳過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)，脫碳過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)包括兩個(ge)方面。一方面是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)的熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)的主要成(cheng)分(fen)是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在電熔過程(cheng)(cheng)中(zhong)往往在原料(liao)氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨粉(fen)末添加物(助(zhu)劑)，在電熔爐(lu)起動過程(cheng)(cheng)中(zhong)需在三電極(石(shi)墨電極)的(de)下(xia)端用石(shi)墨粉(fen)末鋪成(cheng)三角形或(huo)星形導線路，在通電過程(cheng)(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損(sun)或(huo)完全燃燒(shao)除去(qu)石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過(guo)程。熔化(hua)過(guo)程即氧(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)(zi)和氧(yang)離子(zi)(zi)在強電(dian)(dian)弧產生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用(yong)(yong)下，克服單(dan)晶(jing)體(ti)(ti)中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變成能(neng)(neng)自由運動(dong)的(de)(de)過(guo)程。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔點)就(jiu)會由固體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫熔化(hua)。在這(zhe)一過(guo)程中需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)生產者對用(yong)(yong)水(shui)鎂(mei)石作原料(liao)生產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)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)化(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生成熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表面(mian)散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以(yi)看出(chu)，在電(dian)(dian)熔