電弧熔爐(lu)生產電熔氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料配料、電弧熔融、破碎(sui)(sui)、選別、粉(fen)碎(sui)(sui)、篩別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高(gao)，又(you)易于開采(cai)，因此(ci)，被廣(guang)泛用(yong)作電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)分(fen)解產生CO2氣(qi)(qi)體，由于有(you)大量氣(qi)(qi)體從爐內排出(chu)影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)(de)結(jie)晶帶的(de)(de)形(xing)成(cheng)均有不利影響，由(you)于大量(liang)塵料飛損，使物料損耗和(he)能量(liang)消耗增高，也惡化了車(che)間生產(chan)環境。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格(ge)很低廉(lian)，所以，仍是我(wo)國電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)用得最多最廣泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中氧化鎂(mei)的(de)(de)含(han)量高(gao)低和化學成分直(zhi)接影(ying)響(xiang)到電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)(de)質量，同時(shi)在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程中也直(zhi)接影(ying)響(xiang)到電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)得到的(de)(de)品(pin)級比(bi)例(li)，因此，為(wei)了保證電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)(de)質量和品(pin)級比(bi)例(li)，必須對各種礦石(shi)進行適當的(de)(de)配(pei)比(bi)后進行熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水鎂(mei)石(shi)。我國的遼寧省(sheng)水鎂(mei)石(shi)的礦源(yuan)非常豐(feng)富，水鎂(mei)石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)含量高(gao)于(yu)菱鎂(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料，部分地(di)區水鎂(mei)石(shi)的化(hua)學成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以輕燒氧(yang)化鎂作為(wei)電熔(rong)氧(yang)化鎂原料(liao)，可(ke)以使生產環境(jing)得到改(gai)善，可(ke)以降低運(yun)輸(shu)費用。由(you)于(yu)電熔(rong)時排出氣體少，成分也(ye)較均勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化鎂質量有利。

我國有一些電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成球料(liao)入(ru)爐(lu)(lu)電熔(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)能(neng)生產(chan)出白(bai)色大結晶電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但(dan)由于(yu)成球費用(yong)高(gao)，影(ying)響生產(chan)成本。目前，有的(de)(de)廠家采用(yong)反(fan)射爐(lu)(lu)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定(ding)的(de)(de)粒(li)度加入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成本又比用(yong)球料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜，因而得(de)到了一定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊要(yao)求，有時必須(xu)在電(dian)熔(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料，如采(cai)用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原料，一般首先利用(yong)處理(li)海(hai)水和(he)石灰(hui)乳作(zuo)(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方法也可(ke)以(yi)制(zhi)得輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業(ye)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特(te)爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)，極(ji)(ji)少量的(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質(zhi)，可(ke)明(ming)顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)長大(da)。因為(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在于(yu)增(zeng)加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所需的(de)能量。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體(ti)能量降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積(ji)成正比(bi)，所以(yi)必須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長大(da)的(de)極(ji)(ji)限尺寸愈(yu)小(xiao)。

另一方面為了降低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂的顯氣孔率，也(ye)應盡量減(jian)少原(yuan)料(liao)氧(yang)化鎂的氣體(ti)排出，因此，采用燒結(jie)鎂砂(sha)電熔(rong)有其(qi)顯著優(you)點(dian)。

⑤電熔氧(yang)化鎂單晶(jing)的化學原料質量要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性(xing)是同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)尺寸(cun)，離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和電荷、陽離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間(jian)的(de)(de)結合特性(xing)和強度、離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極(ji)化作用、結晶(jing)構(gou)造等決定它是一高熔(rong)點化合物(wu)。

氧化鎂的熔點(dian)和結構(gou)參(can)數(shu)(shu)：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂制造的(de)(de)最重(zhong)要過程是由(you)各(ge)種鎂質原(yuan)料，通過各(ge)種形式的(de)(de)加熱方(fang)法產(chan)生高(gao)溫使(shi)鎂質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)融，必須消(xiao)耗大量的(de)(de)熱能，以(yi)克服離子間的(de)(de)引力。通過強(qiang)大電弧產(chan)生高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)過程一般包括熱的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過程。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石(shi)作原料有(you)一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石(shi)的主(zhu)要(yao)成(cheng)分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作為原料時有(you)一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包(bao)括(kuo)兩個方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的(de)熱分(fen)解(jie)，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的(de)主要成分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在電(dian)(dian)(dian)熔過程中往往在原(yuan)料(liao)氧化鎂中加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)添加物(助劑)，在電(dian)(dian)(dian)熔爐起動過程中需(xu)在三(san)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)(dian)(dian)極(ji))的(de)下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)末(mo)鋪成三(san)角形或星形導線(xian)路，在通電(dian)(dian)(dian)過程中受熱燒(shao)損或完(wan)全燃燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和氧(yang)(yang)離(li)子在強電弧產生的熱(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單晶(jing)體(ti)中的晶(jing)格(ge)能(neng)的束縛，變成(cheng)能(neng)自(zi)由運動的過(guo)(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到一定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這一過(guo)(guo)程(cheng)中需消耗(hao)(hao)大(da)量的電能(neng)。據電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生產者對用水鎂(mei)石作(zuo)原料生產電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的熱(re)平衡的衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)的比(bi)例(li)如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生成(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散(san)熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在電熔(rong)