電弧熔爐生產電熔氧化(hua)鎂的工(gong)藝流程主要包括：原(yuan)料配(pei)料、電弧熔融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)、磁選(xuan)、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含(han)量高，又易(yi)于開采(cai)，因(yin)此，被廣泛用作電熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)原(yuan)料(liao)。采(cai)用菱鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由(you)于有大量氣體(ti)從爐內排出影響著(zhu)電熔過程(cheng)的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化鎂的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有不(bu)利影響，由于大量塵料飛損，使(shi)物料損耗和能量消(xiao)耗增高，也(ye)惡化了車間生產環境。但由于優質菱(ling)鎂礦石容易(yi)獲得，價格很(hen)低廉(lian)，所(suo)以，仍是我國電熔氧化鎂用得最多(duo)最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)的含量(liang)高低和化(hua)(hua)學成分直接影響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質量(liang)，同時(shi)在電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中也直接影響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)得到(dao)的品級(ji)比(bi)例(li)(li)，因此，為了保證電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的質量(liang)和品級(ji)比(bi)例(li)(li)，必須對(dui)各種(zhong)礦石進行(xing)適當的配比(bi)后進行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省(sheng)水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)中氧化鎂含量(liang)高于(yu)菱鎂礦石(shi)(shi)。它(ta)也(ye)是一種制造電熔凝氧化鎂的(de)原料(liao)，部分地區水(shui)(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)化學(xue)成分見表(biao)2。

表2水鎂石(shi)的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)原(yuan)料，可以使生產環(huan)境(jing)得到改(gai)善，可以降(jiang)低運(yun)輸費用(yong)。由于電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成分也較均勻(yun)，對提高電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)質(zhi)量有利。

我國有(you)一些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)(ru)爐電熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到(dao)(dao)98%，以(yi)此料(liao)能(neng)生(sheng)產(chan)出(chu)白色大結晶電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)。目(mu)前，有(you)的(de)廠家采用(yong)反(fan)射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)粒度加(jia)入(ru)(ru)熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時(shi)便(bian)宜，因而得(de)到(dao)(dao)了一定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)殊要求，有(you)時必須(xu)在(zai)電熔過程中采(cai)用燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電熔原(yuan)料(liao)，如采(cai)用海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電熔原(yuan)料(liao)，一般首先(xian)利用處理海水和石灰(hui)乳作(zuo)(zuo)用生產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他方法(fa)也可(ke)以制(zhi)(zhi)得(de)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)取方法(fa))，采(cai)用輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生產電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長(chang)大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用在(zai)于(yu)增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正(zheng)比，所(suo)以必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才(cai)能離開第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)(yu)時，與(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)(de)極限(xian)尺(chi)寸(cun)愈(yu)小。

另一方(fang)面(mian)為了(le)降低電熔凝氧化(hua)(hua)鎂的顯氣孔率，也應盡量減少(shao)原料氧化(hua)(hua)鎂的氣體排出，因此，采用燒結鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結構(gou)等相(xiang)關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)(liang)和(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)(de)結合(he)特性和(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)極(ji)化(hua)作用、結晶構(gou)造(zao)等決定(ding)它是(shi)一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的(de)熔點和結(jie)(jie)構參數：陽離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結(jie)(jie)構類型(xing)NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂制造(zao)的(de)最(zui)重要過程(cheng)(cheng)是由各(ge)種鎂質原(yuan)料，通(tong)過各(ge)種形(xing)式的(de)加熱(re)方(fang)法產(chan)生高(gao)溫(wen)使鎂質材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)體(ti)(ti)。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)融，必須消(xiao)耗大(da)量的(de)熱(re)能(neng)，以克服離子間(jian)的(de)引力。通(tong)過強大(da)電(dian)弧產(chan)生高(gao)溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)方(fang)法叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)一般包括熱(re)的(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)(ti)長大(da)等一系列(lie)物(wu)理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過程(cheng)(cheng)。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)過程。水(shui)鎂石的主要成分是(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用(yong)菱鎂礦作為(wei)原料時有(you)一個脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包(bao)括兩個方(fang)(fang)面。一方(fang)(fang)面是菱鎂礦石(shi)的(de)熱分解，菱鎂礦石(shi)的(de)主要成分是碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)(zhong)往往在原料氧化鎂(mei)中(zhong)(zhong)加入石墨(mo)(mo)(mo)粉末添(tian)加物(助劑(ji))，在電(dian)熔(rong)爐起動過程中(zhong)(zhong)需在三(san)(san)電(dian)極(ji)(石墨(mo)(mo)(mo)電(dian)極(ji))的下端用石墨(mo)(mo)(mo)粉末鋪成三(san)(san)角形或星形導線路，在通電(dian)過程中(zhong)(zhong)受熱燒損或完全(quan)燃燒除去(qu)石墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子和氧(yang)離子在(zai)強電弧產生的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用(yong)下，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛(fu)，變(bian)(bian)成(cheng)能(neng)自由運動的(de)過(guo)(guo)程。也就(jiu)是(shi)說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由固(gu)體(ti)(ti)變(bian)(bian)成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)過(guo)(guo)程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)電能(neng)。據(ju)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產者對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料生產電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平(ping)衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比(bi)例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)3.2%，從(cong)這些統(tong)計數(shu)據(ju)可以看出，在(zai)電熔(rong)