電弧(hu)熔爐生產電熔氧化鎂(mei)的工藝(yi)流程(cheng)主要包括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩(shai)別(bie)、磁選、分類(lei)包裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有豐富(fu)的優質菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)高，又易(yi)于開采(cai)，因此，被(bei)廣泛用作電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原料。采(cai)用菱鎂(mei)(mei)石(shi)作原料，碳(tan)酸鎂(mei)(mei)分解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于有大量(liang)氣(qi)體從爐(lu)內(nei)排出影響著電(dian)熔(rong)過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)的結(jie)晶帶(dai)的形成均有不利影響，由于(yu)大量塵料飛損，使物(wu)料損耗和能量消耗增高，也惡化(hua)了車間(jian)生產環境。但由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石(shi)容易獲得，價格(ge)很低廉(lian)，所以，仍是我國電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量高低和化(hua)學(xue)成分直(zhi)接影響(xiang)到電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量，同(tong)時在電熔過程中(zhong)也直(zhi)接影響(xiang)到電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)得(de)到的(de)品(pin)級比例(li)，因此，為了(le)保證電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量和品(pin)級比例(li)，必須對(dui)各種(zhong)礦石進行適(shi)當的(de)配比后(hou)進行熔煉。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)。我國的遼寧省(sheng)水(shui)(shui)鎂石(shi)的礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂石(shi)中氧化(hua)(hua)(hua)鎂含量高(gao)于菱(ling)鎂礦石(shi)。它也是一種制造電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的原料，部(bu)分(fen)地(di)區水(shui)(shui)鎂石(shi)的化(hua)(hua)(hua)學成分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂。以輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂作(zuo)為電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂原(yuan)料，可以使生(sheng)產環境得到改(gai)善，可以降低運輸費用(yong)。由于(yu)電(dian)熔時(shi)排(pai)出氣體(ti)少，成分也較(jiao)均勻(yun)，對提高電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂質(zhi)量有利。

我國有一些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂制成(cheng)球(qiu)(qiu)料入爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)鎂的(de)氧(yang)化(hua)鎂含(han)量(liang)達到98%，以(yi)此料能生(sheng)產出白色大結晶(jing)電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂。但由(you)于(yu)成(cheng)球(qiu)(qiu)費用高，影響生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前，有的(de)廠家采用反射爐輕燒氧(yang)化(hua)鎂，以(yi)一定(ding)的(de)粒度(du)加(jia)入熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的(de)質量(liang)比用菱鎂礦石好，成(cheng)本(ben)又(you)比用球(qiu)(qiu)料作(zuo)原(yuan)料時便(bian)宜，因而得到了一定(ding)的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了(le)某(mou)些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有(you)時(shi)必須在(zai)(zai)電熔(rong)(rong)過程(cheng)中采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原料(liao)，如采(cai)用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原料(liao)，一般首先利用(yong)處理海(hai)水和石灰乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)法也(ye)可(ke)以制(zhi)得輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方(fang)法)，采(cai)用(yong)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料(liao)生(sheng)產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在(zai)(zai)于增(zeng)加晶(jing)(jing)界運動所(suo)需的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)(liang)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)成正比，所(suo)以必須提(ti)高晶(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)界才能(neng)離開(kai)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并(bing)且當(dang)晶(jing)(jing)界與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)界必須變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一方面為了(le)降低(di)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)顯氣孔率，也應(ying)盡量減少原料(liao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)氣體排出，因(yin)此，采用燒結鎂(mei)(mei)砂電(dian)熔(rong)有其顯著(zhu)優(you)點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單(dan)晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原(yuan)子和(he)(he)分(fen)子的(de)(de)(de)量子力學(xue)本性如離(li)(li)子半徑(jing)的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)(li)子的(de)(de)(de)電(dian)(dian)位數值，離(li)(li)子的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子外層結(jie)構(gou)等(deng)相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)子尺(chi)寸(cun)、質(zhi)量和(he)(he)電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)子和(he)(he)陰離(li)(li)子之間的(de)(de)(de)結(jie)合(he)特性和(he)(he)強度(du)、離(li)(li)子的(de)(de)(de)極(ji)化(hua)作用、結(jie)晶構(gou)造等(deng)決定它是一高(gao)熔點(dian)化(hua)合(he)物(wu)。

氧化鎂的熔(rong)點和(he)結構(gou)(gou)參數：陽離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半徑(jing)0.53mm;結構(gou)(gou)類型NaCl;配位數6;有效(xiao)配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)(de)最重要過程是由各種鎂(mei)質原料(liao)，通過各種形(xing)式的(de)(de)(de)加(jia)熱方(fang)(fang)法(fa)產(chan)生(sheng)高溫使鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消耗(hao)大量的(de)(de)(de)熱能，以(yi)克服離(li)子(zi)間(jian)的(de)(de)(de)引力。通過強大電弧產(chan)生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)叫(jiao)做電弧熔(rong)(rong)(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這(zhe)個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程一般包括熱的(de)(de)(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳(tan)、熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)過程。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原料有一脫水(shui)過程。水(shui)鎂(mei)(mei)石的主(zhu)要成(cheng)分(fen)是氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為原(yuan)料時有(you)一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是(shi)(shi)菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分解(jie)，菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的主(zhu)要成分是(shi)(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于(yu)在(zai)電熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往(wang)(wang)往(wang)(wang)在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉末(mo)添(tian)加物(助劑)，在(zai)電熔爐起動過(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)三電極(石(shi)墨(mo)電極)的下端(duan)用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪(pu)成三角(jiao)形或(huo)星形導線路，在(zai)通電過(guo)程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒損(sun)或(huo)完(wan)全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)化(hua)過(guo)程即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強(qiang)電(dian)(dian)弧產(chan)生的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單晶(jing)體中的(de)(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變(bian)成能(neng)自由運動的(de)(de)(de)過(guo)程。也(ye)就(jiu)是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會(hui)由固體變(bian)成液體，叫熔(rong)化(hua)。在這一(yi)過(guo)程中需消(xiao)耗(hao)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生產(chan)者對用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原料生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體生成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生成熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐(lu)殼(ke)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據可以看出，在電(dian)(dian)熔(rong)