電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工藝流(liu)程主要包(bao)括：原(yuan)料(liao)(liao)配料(liao)(liao)、電(dian)弧熔融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)高(gao)，又(you)易于(yu)開采，因此(ci)，被廣泛(fan)用作(zuo)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料。采用菱鎂(mei)石作(zuo)原料，碳酸鎂(mei)分(fen)解(jie)產生CO2氣體，由(you)于(yu)有(you)大量(liang)氣體從(cong)爐(lu)內排出影響著電熔過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)結(jie)晶帶的(de)(de)形(xing)成(cheng)均有不利影響，由于(yu)大量塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和能量消(xiao)耗(hao)增高(gao)，也惡化了車(che)間(jian)生產環境。但由于(yu)優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦石容易獲(huo)得，價格(ge)很(hen)低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)用得最多(duo)最廣泛的(de)(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)含量高低和化(hua)學成(cheng)分直(zhi)接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質(zhi)量，同時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)(zhong)也直(zhi)接(jie)影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級(ji)比(bi)例(li)，因(yin)此，為(wei)了保(bao)證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質(zhi)量和品級(ji)比(bi)例(li)，必須對(dui)各種礦(kuang)石進行(xing)適(shi)當的(de)配比(bi)后進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我(wo)國的(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部(bu)分地(di)區水鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)學成分見表2。

表2水(shui)鎂石的化(hua)學(xue)成分/%

③輕燒氧化鎂。以輕燒氧化鎂作為電(dian)熔(rong)氧化鎂原料，可以使(shi)生產環(huan)境(jing)得到(dao)改(gai)善，可以降低運輸(shu)費用。由于電(dian)熔(rong)時排出(chu)氣體(ti)少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧化鎂質(zhi)量有(you)利。

我國有一(yi)些(xie)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球料入爐(lu)(lu)電(dian)熔。輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)達到98%，以此料能生產(chan)出白色(se)大結晶電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球費用(yong)高，影響(xiang)生產(chan)成(cheng)本(ben)(ben)。目前，有的(de)(de)廠(chang)家采用(yong)反(fan)射爐(lu)(lu)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)(de)粒度加入熔爐(lu)(lu)電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)(ben)又比用(yong)球料作原料時便宜，因(yin)而得(de)到了(le)一(yi)定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時(shi)必(bi)(bi)須在電(dian)熔(rong)過(guo)程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)電(dian)熔(rong)原料(liao)，一般首先(xian)利用(yong)(yong)處理海(hai)水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可(ke)以制得(de)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)原料(liao)生產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(tuo)(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)(wei)(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)雜(za)質氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于(yu)(yu)晶(jing)(jing)體(ti)的(de)雜(za)質，可(ke)明顯影(ying)響晶(jing)(jing)粒的(de)長(chang)大(da)。因為(wei)(wei)(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于(yu)(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所需的(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與第二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成正(zheng)比，所以必(bi)(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開(kai)第二(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)(bi)須變形，第二(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈(yu)(yu)多，晶(jing)(jing)粒長(chang)大(da)的(de)極(ji)限尺寸愈(yu)(yu)小。

另一方面為了降(jiang)低電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的顯氣孔率(lv)，也應盡量減少(shao)原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氣體排出，因此(ci)，采用燒結(jie)鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)(rong)有其(qi)顯著優(you)點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的化學原料質量要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電位(wei)數值(zhi)，離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構等(deng)相(xiang)關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電荷、陽離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合(he)特(te)性(xing)和(he)強度、離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化作用、結(jie)晶構造等(deng)決定它(ta)是(shi)一高熔(rong)點化合(he)物。

氧化鎂的熔點(dian)和結(jie)構參(can)數(shu)(shu)：陽(yang)離(li)子(zi)半徑0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)造的最重(zhong)要過(guo)程(cheng)是由(you)各種鎂(mei)質(zhi)原料，通過(guo)各種形式的加(jia)熱(re)方法(fa)產生高溫使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大(da)量的熱(re)能，以克服離子間的引力(li)。通過(guo)強大(da)電弧(hu)產生高溫而(er)熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的方法(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)融法(fa)。這個融化(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱(re)的傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)(rong)化(hua)、析(xi)晶、晶體長大(da)等一(yi)系列物理(li)化(hua)學變(bian)化(hua)的過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水過(guo)程(cheng)(cheng)。用水鎂(mei)(mei)石作原料有一脫(tuo)水過(guo)程(cheng)(cheng)。水鎂(mei)(mei)石的主要成分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)(cheng)。用(yong)菱鎂(mei)礦作為原料時有一個脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)(cheng)，脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)(cheng)包括(kuo)兩個方面。一方面是菱鎂(mei)礦石(shi)的(de)熱(re)分解(jie)，菱鎂(mei)礦石(shi)的(de)主要(yao)成分是碳酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由(you)于(yu)在電(dian)(dian)熔過(guo)(guo)程中(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨粉(fen)末添加物(助(zhu)劑)，在電(dian)(dian)熔爐起動過(guo)(guo)程中(zhong)需在三電(dian)(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)(dian)極(ji))的下(xia)端用石(shi)墨粉(fen)末鋪成三角(jiao)形或(huo)星(xing)形導線路，在通電(dian)(dian)過(guo)(guo)程中(zhong)受(shou)熱(re)燒損或(huo)完全燃燒除去(qu)石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)(yang)離(li)子(zi)在(zai)強電(dian)(dian)(dian)弧產生的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克服單晶體(ti)中的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛，變(bian)(bian)成能(neng)自由運(yun)動(dong)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(du)(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)變(bian)(bian)成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生產者對用水鎂(mei)石(shi)作原料生產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比例如下(xia)：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值15.3%，散砂生成熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼(ke)的(de)(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值7.9%，爐(lu)子(zi)表(biao)面散熱(re)(re)(re)值6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)損失(shi)值3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)