電弧熔(rong)爐生產電熔(rong)氧化鎂的(de)工藝(yi)流(liu)程主要(yao)包(bao)括：原(yuan)料配料、電弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質(zhi)菱鎂(mei)礦(kuang)石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)高(gao)，又易于(yu)開采，因(yin)此，被廣泛(fan)用(yong)作電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原(yuan)料。采用(yong)菱鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于(yu)有大量(liang)氣體(ti)從(cong)爐內排出影(ying)響著電熔過(guo)程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的結晶帶(dai)的形(xing)成(cheng)均有不利影響，由于(yu)大(da)量塵(chen)料(liao)飛(fei)損，使物料(liao)損耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增高，也惡化(hua)了車間(jian)生(sheng)產環境(jing)。但由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石(shi)容易(yi)獲(huo)得(de)，價格很(hen)低廉(lian)，所(suo)以，仍是我(wo)國電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)用(yong)得(de)最多(duo)最廣(guang)泛(fan)的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石(shi)中氧化(hua)鎂的(de)含量(liang)高低和化(hua)學成分直接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)質量(liang)，同(tong)時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也(ye)直接(jie)影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂得到(dao)的(de)品級比例，因(yin)此，為(wei)了保證(zheng)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)質量(liang)和品級比例，必須(xu)對各種礦石(shi)進行(xing)適當的(de)配比后進行(xing)熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧省(sheng)水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非常(chang)豐富，水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它也(ye)是一種制(zhi)造電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料，部分(fen)地區水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)化學成分(fen)見表(biao)2。

表2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)。以輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)作(zuo)為電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)原料(liao)，可(ke)以使生產環境得到改(gai)善，可(ke)以降低運輸費(fei)用(yong)。由于(yu)電熔(rong)時排出(chu)氣體少(shao)，成(cheng)分也(ye)較均勻，對提高電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有一些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)以輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)制成球料(liao)入(ru)爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔。輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)達到98%，以此(ci)料(liao)能生(sheng)產出白色(se)大結(jie)晶電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成球費用(yong)高，影(ying)響生(sheng)產成本。目前，有的廠家采用(yong)反射爐(lu)(lu)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以一定(ding)的粒度(du)加入(ru)熔爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成本又比用(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜，因(yin)而得到了一定(ding)的推(tui)廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂。為了某(mou)些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特殊要求，有(you)時(shi)(shi)必(bi)須在(zai)電(dian)(dian)熔過程中(zhong)采用(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂作為電(dian)(dian)熔原(yuan)料(liao)，如采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)砂作為電(dian)(dian)熔原(yuan)料(liao)，一般首先利(li)用(yong)(yong)處(chu)理(li)海水(shui)和石灰(hui)乳作用(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)其(qi)他方法也(ye)可以(yi)制得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工(gong)業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制取方法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作為原(yuan)料(liao)生產電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為，極(ji)少(shao)量(liang)的(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體的(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影(ying)響(xiang)晶(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)長(chang)大。因為雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)作用(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)體能量(liang)降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量(liang)與(yu)第二(er)相(xiang)橫(heng)截面(mian)積成正比，所以(yi)必(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才能離開第二(er)相(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)，與(yu)第二(er)相(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變形，第二(er)相(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)(li)長(chang)大的(de)極(ji)限(xian)尺(chi)寸愈小。

另(ling)一方(fang)面為了降低電(dian)熔凝氧化(hua)鎂的(de)顯氣孔率，也應盡量減少(shao)原料氧化(hua)鎂的(de)氣體排出，因此，采用燒(shao)結鎂砂電(dian)熔有(you)其顯著優點。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶的化學原(yuan)料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)力學本性如離子(zi)(zi)(zi)半(ban)徑的尺寸，離子(zi)(zi)(zi)的電位數值(zhi)，離子(zi)(zi)(zi)的電子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結構(gou)(gou)等相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的離子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)(he)電荷(he)、陽離子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的結合(he)(he)特性和(he)(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)的極(ji)化(hua)作(zuo)用、結晶構(gou)(gou)造等決定(ding)它是(shi)一(yi)高(gao)熔點化(hua)合(he)(he)物。

氧化鎂(mei)的熔點和結構參數：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數6;有效(xiao)配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最(zui)重要(yao)過(guo)(guo)程(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料，通過(guo)(guo)各種(zhong)形式的(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產生(sheng)高溫使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔體(ti)。要(yao)使氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔融(rong)，必(bi)須(xu)消耗大量的(de)熱(re)能，以克服離子間(jian)的(de)引(yin)力(li)。通過(guo)(guo)強大電(dian)弧(hu)產生(sheng)高溫而熔化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般包括(kuo)熱(re)的(de)傳導(dao)、脫(tuo)(tuo)水、脫(tuo)(tuo)碳、熔化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大等一系列物(wu)理(li)化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水過(guo)程。用水鎂(mei)石(shi)(shi)作原料有一脫水過(guo)程。水鎂(mei)石(shi)(shi)的主要成分是(shi)氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一個脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包括兩(liang)個方面。一方面是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石的熱(re)分解，菱(ling)鎂(mei)礦石的主要成分是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)(dian)熔過程中(zhong)往往在(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末添加(jia)物(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔爐起動過程中(zhong)需在(zai)三電(dian)(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末鋪(pu)成三角形(xing)或(huo)星形(xing)導線路(lu)，在(zai)通電(dian)(dian)過程中(zhong)受(shou)熱燒損或(huo)完全燃燒除去石(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)(li)子和(he)氧(yang)離(li)(li)子在強(qiang)電弧(hu)產生的(de)(de)(de)(de)熱(re)能作用下(xia)，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)晶格能的(de)(de)(de)(de)束縛，變成能自由(you)(you)運動的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一(yi)定溫(wen)度(熔(rong)(rong)點)就會由(you)(you)固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這一(yi)過程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大(da)量的(de)(de)(de)(de)電能。據電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產者對(dui)用水鎂(mei)(mei)石(shi)作原料(liao)生產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)(de)(de)衡算，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)比例如(ru)下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生成熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生成熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可(ke)以看出，在電熔(rong)(rong)