電弧熔爐生產電熔氧化(hua)鎂的工(gong)藝(yi)流程(cheng)主(zhu)要(yao)包(bao)(bao)括：原料配料、電弧熔融(rong)、破碎、選(xuan)(xuan)別(bie)(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)(bie)、磁選(xuan)(xuan)、分類包(bao)(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含(han)量高，又易(yi)于開(kai)采，因此，被廣泛用(yong)作電熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)原(yuan)料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)分(fen)解(jie)產生CO2氣體(ti)(ti)，由于有(you)大量氣體(ti)(ti)從爐(lu)內排出(chu)影響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂的結晶(jing)帶的形成均有不(bu)利影響，由于(yu)(yu)大量塵(chen)料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗和能量消耗增高，也惡化(hua)(hua)了車間生(sheng)產環境。但由于(yu)(yu)優質菱鎂礦(kuang)石(shi)容易獲得，價格很低廉，所以(yi)，仍是我國電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂用得最多最廣泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石中氧(yang)化(hua)(hua)鎂的含量(liang)高(gao)低(di)和化(hua)(hua)學成分直接影(ying)響到電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的質(zhi)量(liang)，同時(shi)在電(dian)(dian)熔(rong)過程中也直接影(ying)響到電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂得到的品級比(bi)例，因此，為了保(bao)證(zheng)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的質(zhi)量(liang)和品級比(bi)例，必須(xu)對各種礦石進(jin)行(xing)適當的配比(bi)后進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石。我國(guo)的遼寧(ning)省(sheng)水(shui)(shui)鎂(mei)石的礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石中氧化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石。它也是一種制(zhi)造(zao)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的原料，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)石的化學(xue)成分見表2。

表(biao)2水(shui)鎂(mei)石的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原料，可以(yi)使(shi)生(sheng)產環境得到改(gai)善，可以(yi)降低運輸費(fei)用。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體(ti)少，成分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質量(liang)有利。

我國有一些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成球料(liao)入爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)能生產出白(bai)色大(da)結晶電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成球費用(yong)(yong)(yong)高，影響生產成本(ben)(ben)。目前(qian)，有的(de)廠家采用(yong)(yong)(yong)反(fan)射爐輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一定的(de)粒度加入熔(rong)爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)比(bi)用(yong)(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)好，成本(ben)(ben)又比(bi)用(yong)(yong)(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而(er)得到了一定的(de)推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)特殊要求(qiu)，有時(shi)(shi)必須(xu)在電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)海(hai)水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料，一(yi)般首先利用(yong)處理(li)海(hai)水和石灰乳作(zuo)用(yong)生產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法也可以(yi)制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(詳(xiang)見(jian)工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)制(zhi)取方(fang)法)，采(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特爾(er)(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)，極少量的(de)(de)雜質氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)(jing)界運動(dong)所(suo)需的(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積成正(zheng)比，所(suo)以(yi)必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界才(cai)能(neng)離開第二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)，與(yu)第二(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界必須(xu)變形，第二(er)相(xiang)(xiang)數量愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)極限尺寸(cun)愈(yu)小。

另一方面為(wei)了降低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)顯氣孔(kong)率，也應盡量減少原料氧(yang)化鎂(mei)的(de)氣體排出，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其(qi)顯著優(you)點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性如(ru)離子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的(de)尺(chi)(chi)寸，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電位(wei)數值，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯(lian)。而(er)氧化鎂(mei)的(de)離子(zi)(zi)(zi)尺(chi)(chi)寸、質量和電荷、陽離子(zi)(zi)(zi)和陰離子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間(jian)的(de)結(jie)合特性和強度、離子(zi)(zi)(zi)的(de)極化作用(yong)、結(jie)晶構造等決(jue)定它是一高熔點化合物。

氧化(hua)鎂的熔(rong)(rong)點和結構參數：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配位(wei)(wei)數6;有(you)效(xiao)配位(wei)(wei)數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造的最(zui)重要(yao)過(guo)程是由各種鎂(mei)質原料(liao)，通過(guo)各種形式的加(jia)熱方法產(chan)(chan)生(sheng)高溫使鎂(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須消耗大量的熱能，以克服離子間的引力。通過(guo)強大電(dian)弧(hu)產(chan)(chan)生(sheng)高溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的方法叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)融法。這個融化(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱的傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列物(wu)理(li)化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)作原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的主(zhu)要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。用菱鎂(mei)(mei)礦作為(wei)原(yuan)料時有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的熱分(fen)解，菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的主要(yao)成分(fen)是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面(mian)，由(you)于在(zai)電熔過程(cheng)中往往在(zai)原(yuan)料氧化鎂(mei)中加(jia)入石墨(mo)粉(fen)(fen)末(mo)添加(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)電熔爐起(qi)動(dong)過程(cheng)中需在(zai)三(san)電極(ji)(石墨(mo)電極(ji))的下端用石墨(mo)粉(fen)(fen)末(mo)鋪成(cheng)三(san)角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)通(tong)電過程(cheng)中受熱燒損或完(wan)全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程。熔(rong)化過(guo)程即氧化鎂中(zhong)(zhong)鎂離子和氧離子在強電弧(hu)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)能(neng)作用(yong)下，克服單晶體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)的(de)晶格能(neng)的(de)束(shu)縛，變成(cheng)能(neng)自由運動的(de)過(guo)程。也就(jiu)是說，氧化鎂加熱(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會(hui)由固體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫(jiao)熔(rong)化。在這一(yi)過(guo)程中(zhong)(zhong)需(xu)消耗大量的(de)電能(neng)。據(ju)電熔(rong)凝(ning)氧化鎂生(sheng)(sheng)產(chan)者對用(yong)水(shui)鎂石作原(yuan)料生(sheng)(sheng)產(chan)電熔(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)熱(re)平衡的(de)衡算，熱(re)消耗的(de)比例(li)如下：氧化鎂晶體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)消耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)水(shui)耗熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些(xie)統計數據(ju)可(ke)以看(kan)出，在電熔(rong)