電弧(hu)熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流程(cheng)主(zhu)要包(bao)括：原料配料、電弧(hu)熔融、破碎、選別、粉(fen)碎、篩別、磁選、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的(de)優質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)含(han)量高，又易于(yu)開(kai)采，因此，被廣泛用作電熔氧化鎂(mei)的(de)原料。采用菱鎂(mei)石(shi)作原料，碳(tan)酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于(yu)有大量氣體從爐(lu)內(nei)排出影(ying)響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂的結晶帶(dai)的形(xing)成均有不利(li)影響(xiang)，由于(yu)大量塵料飛損，使(shi)物料損耗和能量消(xiao)耗增高，也惡化(hua)了車間生(sheng)產環境。但由于(yu)優質菱鎂礦(kuang)石容易獲得，價格很低廉(lian)，所以，仍是我國電熔氧(yang)化(hua)鎂用(yong)得最多最廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)含量高低和(he)化學成分直接影響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質量，同(tong)時在電(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中(zhong)也(ye)直接影響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)得到(dao)的(de)(de)品級比(bi)例(li)(li)，因(yin)此，為了保證(zheng)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質量和(he)品級比(bi)例(li)(li)，必須對各(ge)種礦(kuang)(kuang)石(shi)進(jin)行適當的(de)(de)配(pei)比(bi)后(hou)進(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂石。我國的遼寧省水(shui)鎂石的礦源非常豐富，水(shui)鎂石中氧(yang)化鎂含量高(gao)于(yu)菱(ling)鎂礦石。它(ta)也是一種制造電熔凝(ning)氧(yang)化鎂的原(yuan)料，部分(fen)地(di)區水(shui)鎂石的化學成(cheng)分(fen)見表2。

表2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕燒(shao)氧化鎂(mei)。以輕燒(shao)氧化鎂(mei)作為(wei)電熔氧化鎂(mei)原料(liao)，可以使生產(chan)環境得到改善，可以降低(di)運輸(shu)費用。由(you)于電熔時排出氣體少，成分也較均勻，對提高(gao)電熔氧化鎂(mei)質(zhi)量有(you)利(li)。

我國有一(yi)些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)以輕燒(shao)氧化鎂(mei)制成(cheng)球料入(ru)爐(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧化鎂(mei)的(de)(de)氧化鎂(mei)含量達到(dao)98%，以此料能生產(chan)(chan)出白色大結晶(jing)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)。但由于成(cheng)球費用高，影響(xiang)生產(chan)(chan)成(cheng)本。目(mu)前，有的(de)(de)廠家采(cai)用反射爐(lu)輕燒(shao)氧化鎂(mei)，以一(yi)定的(de)(de)粒度(du)加入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)的(de)(de)質量比(bi)用菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用球料作(zuo)原料時便宜(yi)，因而得到(dao)了一(yi)定的(de)(de)推(tui)廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)了(le)某些電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊(shu)要求，有時(shi)必須在(zai)電(dian)(dian)熔過程中采(cai)用燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)(yuan)料(liao)，如(ru)采(cai)用海(hai)水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔原(yuan)(yuan)料(liao)，一般首先利(li)用處理海(hai)水和石灰(hui)乳作(zuo)用生(sheng)(sheng)產(chan)氫氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒成(cheng)輕燒氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其他方(fang)法也(ye)可以(yi)制得(de)輕燒氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工(gong)業氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法)，采(cai)用輕燒氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料(liao)生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)(wei)，極(ji)(ji)少量的(de)雜(za)(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)體(ti)的(de)雜(za)(za)質，可明(ming)顯影響晶(jing)粒的(de)長(chang)大。因(yin)為(wei)(wei)(wei)雜(za)(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用在(zai)于(yu)增加晶(jing)界(jie)運動(dong)所需(xu)的(de)能量。當晶(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)體(ti)能量降(jiang)低，其降(jiang)低量與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成(cheng)正比，所以(yi)必須提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才(cai)能離開第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)界(jie)必須變(bian)形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)粒長(chang)大的(de)極(ji)(ji)限尺寸愈小。

另一方面為(wei)了降(jiang)低(di)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的顯氣孔(kong)率，也(ye)應盡量減少原(yuan)料氧(yang)化(hua)鎂的氣體排出，因此，采用燒結鎂砂(sha)電熔(rong)有(you)其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單(dan)晶的化學原(yuan)料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)和(he)(he)分子(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)力(li)學本性(xing)如(ru)離子(zi)半徑的(de)(de)(de)尺寸(cun)(cun)，離子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數(shu)值，離子(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)外層結構等相關聯。而氧(yang)化鎂的(de)(de)(de)離子(zi)尺寸(cun)(cun)、質量和(he)(he)電(dian)荷、陽(yang)離子(zi)和(he)(he)陰離子(zi)之間(jian)的(de)(de)(de)結合特性(xing)和(he)(he)強度、離子(zi)的(de)(de)(de)極化作(zuo)用、結晶(jing)構造(zao)等決定它是一高熔(rong)點(dian)化合物。

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

電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂制造的最(zui)重要(yao)過程是由各(ge)種(zhong)鎂質原料(liao)，通(tong)過各(ge)種(zhong)形式的加熱方(fang)(fang)法產(chan)生高溫(wen)使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)體。要(yao)使氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)融(rong)，必須消(xiao)耗(hao)大量的熱能，以克服離子間的引力。通(tong)過強大電(dian)弧產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的方(fang)(fang)法叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這(zhe)個融(rong)化(hua)過程一般(ban)包(bao)括(kuo)熱的傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列(lie)物理化(hua)學變化(hua)的過程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂石作(zuo)原料有一(yi)脫(tuo)水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂石的主(zhu)要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作(zuo)為(wei)原料時有一(yi)個脫碳(tan)(tan)過程(cheng)(cheng)，脫碳(tan)(tan)過程(cheng)(cheng)包括兩個方面。一(yi)方面是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的主(zhu)要成分是(shi)碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石墨粉(fen)(fen)末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)爐起動過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)需(xu)在(zai)三電(dian)極(石墨電(dian)極)的下端用石墨粉(fen)(fen)末(mo)鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路(lu)，在(zai)通電(dian)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)受(shou)熱燒(shao)損或完(wan)全(quan)燃燒(shao)除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化過(guo)程(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)(yang)離(li)子(zi)在強電弧產(chan)生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用下，克服單晶體中(zhong)(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由運(yun)動的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一(yi)定溫(wen)度(熔(rong)點)就會(hui)由固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)化。在這一(yi)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)需消(xiao)耗大量的(de)(de)電能(neng)。據電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)生產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料生產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)晶體生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表(biao)面散(san)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)損失(shi)值(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據可以看出，在電熔(rong)