電(dian)弧熔爐生(sheng)產電(dian)熔氧化鎂的工藝流程(cheng)主(zhu)要包(bao)括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔融(rong)、破(po)碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石，氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易于(yu)開采(cai)，因此(ci)，被廣泛用作電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料(liao)(liao)。采(cai)用菱鎂(mei)(mei)石作原料(liao)(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分(fen)解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量(liang)氣(qi)體從爐內排出影響著(zhu)電熔(rong)過程的(de)進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)結(jie)晶帶(dai)的(de)形成均有不利(li)影(ying)響(xiang)，由(you)于大(da)量塵料飛損，使(shi)物(wu)料損耗和能量消(xiao)耗增高，也惡化了車間生產(chan)環境。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容(rong)易(yi)獲得(de)(de)，價格很(hen)低廉，所以，仍是我國電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)用(yong)得(de)(de)最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂的(de)含量(liang)高低(di)和(he)化(hua)學(xue)成分(fen)直接影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)質(zhi)量(liang)，同(tong)時在電(dian)熔(rong)過程中(zhong)也直接影響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂得到(dao)的(de)品級(ji)比例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)質(zhi)量(liang)和(he)品級(ji)比例，必須對各種礦(kuang)石(shi)進(jin)行適當的(de)配比后進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂石(shi)(shi)。我國(guo)的(de)遼寧省水(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)礦源(yuan)非常豐富，水(shui)鎂石(shi)(shi)中氧(yang)化(hua)(hua)鎂含量(liang)高于菱(ling)鎂礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)原料，部分地區水(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)化(hua)(hua)學(xue)成分見表2。

表(biao)2水(shui)鎂石的(de)化學成(cheng)分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可(ke)以使生產環境(jing)得到(dao)改善，可(ke)以降低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時(shi)排出氣體少，成(cheng)分也較均勻，對提(ti)高電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)質量有利(li)。

我國有(you)一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成球料(liao)(liao)入爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)(liao)能生(sheng)產出白色(se)大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由(you)于成球費用(yong)高(gao)，影(ying)響生(sheng)產成本(ben)。目前(qian)，有(you)的廠家采(cai)用(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定的粒(li)度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又(you)比用(yong)球料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而得到了一(yi)定的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為了(le)某些電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特(te)殊要(yao)求，有時必須(xu)在電熔(rong)過程中采用(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如采用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一(yi)般(ban)首先利用(yong)處(chu)理海水(shui)和(he)石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)生產(chan)氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方法也可以制得輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業(ye)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方法)，采用(yong)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原(yuan)料(liao)(liao)生產(chan)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為，極少量(liang)的(de)雜(za)(za)(za)質氣(qi)體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的(de)雜(za)(za)(za)質，可明顯影響晶(jing)粒(li)(li)的(de)長大。因為雜(za)(za)(za)質相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能(neng)量(liang)降低(di)(di)，其降低(di)(di)量(liang)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成(cheng)正比，所(suo)以必須(xu)提(ti)高晶(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變(bian)形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒(li)(li)長大的(de)極限(xian)尺寸(cun)愈(yu)小。

另一(yi)方(fang)面為了降低(di)電熔(rong)凝氧(yang)化鎂的顯氣孔率(lv)，也應盡量減少原料(liao)氧(yang)化鎂的氣體排(pai)出，因此(ci)，采用(yong)燒(shao)結(jie)鎂砂(sha)電熔(rong)有其(qi)顯著優點。

⑤電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)單晶的化學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同(tong)原子(zi)和分(fen)子(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)力學本(ben)性(xing)如(ru)離(li)子(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)子(zi)的(de)(de)電子(zi)外(wai)層(ceng)結(jie)構等相(xiang)關(guan)聯(lian)。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)離(li)子(zi)尺(chi)寸(cun)、質量(liang)和電荷、陽離(li)子(zi)和陰離(li)子(zi)之間(jian)的(de)(de)結(jie)合特性(xing)和強度、離(li)子(zi)的(de)(de)極化(hua)(hua)作用(yong)、結(jie)晶(jing)構造等決(jue)定它是一高熔點(dian)化(hua)(hua)合物。

氧化鎂的熔點和(he)結構(gou)參數(shu)：陽離子半(ban)(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)(ban)徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)(de)最(zui)重要(yao)過程(cheng)(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)質原料(liao)，通過各種(zhong)形式(shi)的(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產(chan)生高溫(wen)使鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔化(hua)，變成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)熔體。要(yao)使氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)熔融，必須消耗(hao)大(da)量的(de)(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)(de)引力。通過強大(da)電弧(hu)產(chan)生高溫(wen)而熔化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做(zuo)電弧(hu)熔融法(fa)。這個融化(hua)過程(cheng)(cheng)一般包括熱(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大(da)等(deng)一系列物(wu)理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂石作(zuo)原料有一(yi)脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石的(de)主要成(cheng)分(fen)是(shi)(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)過程(cheng)是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱鎂(mei)礦(kuang)作(zuo)為原料時(shi)有一個(ge)脫碳過程，脫碳過程包(bao)括兩個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的(de)熱分解(jie)，菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的(de)主要成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面(mian)，由于在電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中往往在原(yuan)料氧化鎂中加入石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)(mo)添加物(wu)(助劑)，在電(dian)(dian)熔(rong)爐起動(dong)過程(cheng)中需(xu)在三(san)(san)電(dian)(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)(mo)鋪(pu)成三(san)(san)角形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在通電(dian)(dian)過程(cheng)中受熱燒損或(huo)完全燃(ran)燒除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化過(guo)程(cheng)。熔化過(guo)程(cheng)即氧(yang)化鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子和氧(yang)離子在(zai)(zai)強電(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用下(xia)，克服單晶體(ti)(ti)(ti)中的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束(shu)縛，變成(cheng)能(neng)自由運動的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就(jiu)(jiu)是說，氧(yang)化鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔點)就(jiu)(jiu)會由固體(ti)(ti)(ti)變成(cheng)液(ye)體(ti)(ti)(ti)，叫熔化。在(zai)(zai)這一過(guo)程(cheng)中需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)(mei)石(shi)作原料生(sheng)產(chan)電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)比(bi)例(li)如下(xia)：氧(yang)化鎂(mei)(mei)晶體(ti)(ti)(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可(ke)以看出，在(zai)(zai)電(dian)熔