電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工藝(yi)流程主要包(bao)括：原料配(pei)料、電(dian)弧熔融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂礦石，氧(yang)(yang)化鎂含量高(gao)，又易于開采，因此，被(bei)廣泛(fan)用(yong)(yong)作(zuo)(zuo)電熔氧(yang)(yang)化鎂的原料(liao)。采用(yong)(yong)菱鎂石作(zuo)(zuo)原料(liao)，碳酸鎂分解產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內排出(chu)影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成均有(you)不利(li)影響(xiang)，由于大量(liang)塵料(liao)飛(fei)損(sun)，使(shi)物料(liao)損(sun)耗和能量(liang)消(xiao)耗增(zeng)高，也惡化(hua)了(le)車間生產環(huan)境(jing)。但由于優質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)容易獲(huo)得，價格很(hen)低廉，所以，仍是我國電熔氧化(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)含量高(gao)低和化學成(cheng)分直(zhi)接影響(xiang)到電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)質(zhi)量，同時(shi)在電熔(rong)過程中(zhong)也直(zhi)接影響(xiang)到電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)得到的(de)(de)(de)品級比例(li)，因(yin)此，為了保證電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)質(zhi)量和品級比例(li)，必須對各種(zhong)礦石進行(xing)(xing)適(shi)當的(de)(de)(de)配比后(hou)進行(xing)(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國(guo)的(de)遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)礦(kuang)(kuang)源非(fei)常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高(gao)于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部(bu)分(fen)地區(qu)水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)化(hua)學成分(fen)見(jian)表2。

表2水鎂石的化(hua)學成(cheng)分/%

③輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)作為(wei)電(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)原料，可以(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于電(dian)熔時排出氣(qi)體少，成分也較均勻，對提(ti)高電(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)質量有利(li)。

我國有(you)一些電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)含量達到98%，以此料(liao)能生產出(chu)白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)。但由于(yu)成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影(ying)響生產成(cheng)本。目(mu)前，有(you)的(de)廠家(jia)采用(yong)反射爐輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)，以一定(ding)的(de)粒(li)度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本又(you)比用(yong)球(qiu)料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因(yin)而得到了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為了某些電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要(yao)求(qiu)，有時必須(xu)在(zai)電熔(rong)過(guo)程中采(cai)用燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為電熔(rong)原料，如(ru)采(cai)用海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為電熔(rong)原料，一(yi)般首(shou)先利用處理海水和(he)石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)用生(sheng)產(chan)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其他(ta)方法(fa)(fa)也可以制得(de)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方法(fa)(fa))，采(cai)用輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為原料生(sheng)產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等(deng)研究認(ren)為，極(ji)少量的(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長(chang)大。因為雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用在(zai)于增(zeng)加(jia)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動(dong)所需(xu)的(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量降低，其降低量與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成正比，所以必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離(li)開第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)極(ji)限尺寸愈(yu)小。

另(ling)一方面為(wei)了降低電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂的顯(xian)氣(qi)孔率(lv)，也應盡(jin)量(liang)減(jian)少原料氧(yang)化(hua)鎂的氣(qi)體排出，因此，采用燒(shao)結鎂砂電(dian)熔有其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)(hua)學原料(liao)質(zhi)量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結構等相關(guan)聯。而氧化鎂的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)結合特(te)性(xing)和強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)極(ji)化作用、結晶構造等決定它是一高(gao)熔點(dian)化合物。

氧(yang)化鎂的熔點(dian)和結(jie)構(gou)參數(shu)：陽離子半(ban)徑(jing)(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)(jing)0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有(you)效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最重(zhong)要(yao)過程(cheng)(cheng)是(shi)由各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原(yuan)料，通過各種形式的(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產(chan)生(sheng)(sheng)高(gao)溫使(shi)(shi)鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要(yao)使(shi)(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗大量(liang)的(de)熱(re)能，以克(ke)服(fu)離子間的(de)引(yin)力。通過強(qiang)大電弧產(chan)生(sheng)(sheng)高(gao)溫而(er)熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方(fang)法(fa)叫(jiao)做電弧熔(rong)融(rong)法(fa)。這(zhe)個融(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)一(yi)般包括熱(re)的(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體長(chang)大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石作原料(liao)有一(yi)脫(tuo)水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石的主(zhu)要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)。用菱鎂(mei)礦作為原(yuan)料時有一個脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)(cheng)包括兩個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂(mei)礦石的熱分解(jie)，菱鎂(mei)礦石的主要成分是碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔過(guo)程(cheng)中往往在(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂中加(jia)入石墨粉末添加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)熔爐(lu)起(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)中需在(zai)(zai)三(san)電(dian)(dian)極(石墨電(dian)(dian)極)的下(xia)端(duan)用石墨粉末鋪成(cheng)三(san)角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)(zai)通電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中受熱燒損或完全燃(ran)燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程即氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)和(he)氧離(li)子(zi)在(zai)強電(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用(yong)下，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格(ge)能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)自由(you)(you)運動的(de)(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)(rong)(rong)(rong)點)就會由(you)(you)固(gu)體(ti)變成(cheng)(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)程中(zhong)需(xu)消耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者對用(yong)水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數據可(ke)以(yi)看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)