電弧熔爐生產電熔氧化鎂(mei)的工藝流程主要包(bao)括：原料配(pei)料、電弧熔融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的優質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧(yang)化鎂(mei)(mei)含(han)量高，又易于(yu)開采(cai)，因此，被(bei)廣(guang)泛用(yong)作電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)的原料。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)(mei)石(shi)作原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生(sheng)CO2氣體，由于(yu)有大(da)量氣體從爐內排(pai)出影響著(zhu)電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有不利影響，由于大量(liang)塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增高(gao)，也惡化了(le)車間生產環境。但(dan)由于優質菱鎂礦(kuang)石容易獲得(de)，價(jia)格很(hen)低廉，所(suo)以，仍是我國(guo)電熔(rong)氧化鎂用得(de)最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂的含量(liang)(liang)高(gao)低和化(hua)學成分直接影響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂的質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)，同(tong)時(shi)在電(dian)熔過程中(zhong)也直接影響(xiang)(xiang)到(dao)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂得到(dao)的品級比例(li)，因此，為了(le)保(bao)證電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂的質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)和品級比例(li)，必須對各種礦石(shi)進行(xing)適(shi)當的配(pei)比后(hou)進行(xing)熔煉。

②水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的(de)(de)(de)遼寧省水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)(de)(de)礦源(yuan)非常豐富，水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)中氧(yang)(yang)化鎂(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)礦石(shi)。它(ta)也是(shi)一種制造電熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)原(yuan)料，部分地(di)區(qu)水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)(de)(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的(de)化學成(cheng)分/%

③輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)作為電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)原(yuan)料，可(ke)以(yi)使生產環境得到改善，可(ke)以(yi)降低運輸費用(yong)。由于電熔時排出氣體少，成分也較均勻，對(dui)提高(gao)電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有一(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入爐電(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量達(da)到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產(chan)(chan)出白色(se)大結晶(jing)電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用高，影響生(sheng)產(chan)(chan)成(cheng)本(ben)。目前，有的廠家采(cai)用反射爐輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定的粒度加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量比用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又比用球料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而得到(dao)了一(yi)定的推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為了(le)某(mou)些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊(shu)要求，有時必(bi)(bi)須(xu)(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)過程中采用(yong)(yong)(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，如采用(yong)(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)(yong)(yong)處理海水和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)(yong)其(qi)他方(fang)法(fa)也可以制得輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法(fa))，采用(yong)(yong)(yong)(yong)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為原料(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等研究認(ren)為，極少量的(de)雜(za)(za)質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)雜(za)(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)長大。因為雜(za)(za)質(zhi)相(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)在于(yu)增(zeng)加(jia)晶(jing)(jing)界運(yun)動所(suo)需的(de)能(neng)(neng)量。當晶(jing)(jing)界與第二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)能(neng)(neng)量降低，其(qi)降低量與第二(er)(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積成正比，所(suo)以必(bi)(bi)須(xu)(xu)提(ti)高晶(jing)(jing)界能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界才(cai)能(neng)(neng)離開(kai)第二(er)(er)相(xiang)繼續(xu)運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)界與第二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與第二(er)(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積相(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界必(bi)(bi)須(xu)(xu)變形，第二(er)(er)相(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為了降低電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的顯氣孔率(lv)，也(ye)應(ying)盡量減少原料氧化(hua)鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)(hua)鎂單晶的(de)化(hua)(hua)學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)(xing)是(shi)同原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本性(xing)(xing)如離(li)(li)子(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)外(wai)層結(jie)(jie)構(gou)等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質(zhi)量和電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)子(zi)之間(jian)的(de)(de)結(jie)(jie)合特性(xing)(xing)和強度、離(li)(li)子(zi)的(de)(de)極化(hua)作用(yong)、結(jie)(jie)晶構(gou)造等(deng)決(jue)定(ding)它是(shi)一高(gao)熔點化(hua)合物(wu)。

氧化鎂的(de)熔點和(he)結構參(can)數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有(you)效(xiao)配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要過程是由各種鎂(mei)質原料(liao)，通過各種形式的(de)加(jia)熱(re)方法產生(sheng)高溫使鎂(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須消(xiao)耗大(da)量的(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)引力。通過強大(da)電(dian)弧(hu)(hu)產生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法叫做電(dian)弧(hu)(hu)熔(rong)(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)(hua)過程一(yi)般包括熱(re)的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過程。

①脫水(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作原料有一脫水(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的主要(yao)成分(fen)是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程(cheng)(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂(mei)礦作為原料時有(you)一(yi)個脫碳過程(cheng)(cheng)，脫碳過程(cheng)(cheng)包括兩個方面。一(yi)方面是菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石(shi)的熱分解，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石(shi)的主要成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由(you)于(yu)在電熔過程中往(wang)往(wang)在原料氧化鎂中加入石(shi)(shi)墨粉末添加物(助(zhu)劑)，在電熔爐起動過程中需在三電極(ji)(石(shi)(shi)墨電極(ji))的下端用石(shi)(shi)墨粉末鋪成(cheng)三角形(xing)或星(xing)形(xing)導(dao)線路，在通(tong)電過程中受熱燒損或完全(quan)燃(ran)燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂中(zhong)鎂離(li)子和氧(yang)(yang)離(li)子在(zai)強電弧產生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)作用下，克服單晶體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成能(neng)自由運動的(de)(de)(de)過程(cheng)。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂加熱(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電能(neng)。據電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂生(sheng)產者對用水鎂石作原(yuan)料生(sheng)產電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂晶體(ti)(ti)生(sheng)成熱(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼(ke)的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子表面(mian)散熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統(tong)計數據可以看出，在(zai)電熔(rong)(rong)(rong)