電弧(hu)熔(rong)爐(lu)生產電熔(rong)氧化鎂的(de)工藝(yi)流程(cheng)主(zhu)要包括：原料配料、電弧(hu)熔(rong)融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富(fu)的(de)優(you)質(zhi)菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又易于(yu)開采，因(yin)此，被廣(guang)泛用作(zuo)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)原(yuan)(yuan)料(liao)。采用菱鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體(ti)，由(you)于(yu)有大量氣(qi)體(ti)從爐內排出影響著電熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)結(jie)晶帶(dai)的(de)(de)形成均有不利(li)影響，由于大量塵料(liao)飛損，使(shi)物(wu)料(liao)損耗(hao)(hao)和能量消耗(hao)(hao)增高，也惡化了車間生產(chan)環境。但(dan)由于優質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得(de)，價(jia)格很低廉，所以(yi)，仍是我國電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)用得(de)最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的(de)(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)中氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)含量高低和化(hua)學(xue)成分直接影響到電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量，同時(shi)在(zai)電熔(rong)(rong)(rong)過程中也直接影響到電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到的(de)品級比例(li)，因此，為了保證電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量和品級比例(li)，必須對(dui)各種(zhong)礦(kuang)石(shi)進(jin)(jin)行(xing)適當的(de)配(pei)比后進(jin)(jin)行(xing)熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國(guo)的(de)遼寧省(sheng)水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是(shi)一種制造(zao)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料，部分地區(qu)水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)學(xue)成分見表(biao)2。

表(biao)2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂。以(yi)(yi)輕燒氧化(hua)鎂作(zuo)為電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂原料，可以(yi)(yi)使(shi)生產環境(jing)得到改善(shan)，可以(yi)(yi)降低(di)運輸費用。由于(yu)電熔(rong)(rong)時排出(chu)氣體少，成分也較均勻，對提高電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂質量有利。

我國有一些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)含量達到98%，以(yi)此料(liao)能生產(chan)出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生產(chan)成(cheng)本。目前，有的(de)廠(chang)家采用(yong)反射爐輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)，以(yi)一定(ding)的(de)粒度(du)加入(ru)熔(rong)(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量比(bi)用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂。為了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特殊要(yao)求，有時必須在電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程中采用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，如采用(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，一般首先利(li)用(yong)(yong)處理海(hai)水(shui)和石灰(hui)乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他(ta)方(fang)法也可以制得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制取方(fang)法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為原料(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為，極少量(liang)的(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相)也屬(shu)于(yu)(yu)晶(jing)(jing)體(ti)的(de)雜(za)質(zhi)，可明顯(xian)影響(xiang)晶(jing)(jing)粒的(de)長大。因為雜(za)質(zhi)相的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于(yu)(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)運(yun)動(dong)所(suo)需的(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二相相遇(yu)時，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)(neng)(neng)量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與(yu)第(di)二相橫截面積成(cheng)(cheng)正比，所(suo)以必須提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)(neng)(neng)離開第(di)二相繼續運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二相相遇(yu)時，與(yu)第(di)二相橫截面積相等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)二相數(shu)量(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺寸愈小。

另一方面(mian)為了降低電熔凝(ning)氧化(hua)鎂的(de)顯(xian)氣孔率，也應盡量減少原(yuan)料氧化(hua)鎂的(de)氣體排(pai)出，因此，采用燒結鎂砂電熔有其顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力學(xue)本性如離子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)(chi)寸(cun)，離子(zi)(zi)的(de)(de)電位數(shu)值，離子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構(gou)(gou)等相關聯。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)離子(zi)(zi)尺(chi)(chi)寸(cun)、質量(liang)和電荷、陽離子(zi)(zi)和陰離子(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特性和強度、離子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)(hua)作用、結(jie)晶(jing)構(gou)(gou)造等決定它是一高熔點化(hua)(hua)合物。

氧化(hua)鎂的熔(rong)點和結(jie)構參數(shu)：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有(you)效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制造的(de)最重要過程(cheng)是(shi)由各種鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質原料，通過各種形(xing)式的(de)加熱(re)(re)方(fang)法(fa)產(chan)生(sheng)高溫使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質材料(MgO)熔化，變(bian)(bian)成氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)熔體(ti)。要使(shi)氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)熔融(rong)(rong)，必須消(xiao)耗大(da)量的(de)熱(re)(re)能，以克服離(li)子間的(de)引力。通過強(qiang)大(da)電弧(hu)產(chan)生(sheng)高溫而熔化氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)方(fang)法(fa)叫(jiao)做電弧(hu)熔融(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)化過程(cheng)一般包括熱(re)(re)的(de)傳導、脫水、脫碳、熔化、析晶、晶體(ti)長(chang)大(da)等一系列物(wu)理化學(xue)變(bian)(bian)化的(de)過程(cheng)。

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

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)(cheng)。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為原料(liao)時有(you)一個(ge)脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)(cheng)包括兩個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的(de)熱分(fen)(fen)解，菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的(de)主要成分(fen)(fen)是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于(yu)在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)(zhong)往往在原料氧化(hua)鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末添加物(助劑)，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)爐起動過程中(zhong)(zhong)需在三電(dian)(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)(dian)極)的下(xia)端用(yong)石(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成三角形或星(xing)形導線路，在通電(dian)(dian)(dian)過程中(zhong)(zhong)受(shou)熱燒(shao)損或完(wan)全燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)(yang)離子(zi)在(zai)(zai)(zai)強電(dian)(dian)弧產(chan)生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用下，克服單(dan)晶(jing)體中的(de)(de)晶(jing)格(ge)能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由(you)運(yun)動的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由(you)固體變(bian)成(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)(zai)(zai)這一過程(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗大量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼(ke)的(de)(de)水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)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)(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數據(ju)可以看(kan)出，在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)熔(rong)