電弧熔爐(lu)生產(chan)電熔氧化鎂(mei)的工藝流程主要包括(kuo)：原料配(pei)料、電弧熔融、破(po)碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又易(yi)于開采，因此，被廣(guang)泛(fan)用作(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)原料(liao)。采用菱鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有(you)大量(liang)氣體從爐內排(pai)出影(ying)響著電(dian)熔過(guo)程的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形成均有不利影響，由于大量(liang)塵料飛損，使物料損耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增高(gao)，也(ye)惡化了車間生產環境。但由于優質菱(ling)鎂礦(kuang)石容易(yi)獲得(de)，價格很低廉(lian)，所以，仍是我國電熔氧(yang)化鎂用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的(de)(de)原(yuan)料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石(shi)中氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的含量(liang)高(gao)低和(he)化(hua)(hua)(hua)學成分(fen)直(zhi)接影響到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的質量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)過程中也直(zhi)接影響到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂得到(dao)的品級比例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的質量(liang)和(he)品級比例，必須對各種礦(kuang)石(shi)進(jin)行適當(dang)的配比后進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)。我國(guo)的遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的礦源非常豐(feng)富，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)。它(ta)也(ye)是一(yi)種(zhong)制造電熔凝(ning)氧化鎂(mei)的原料，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的化學(xue)成分見表(biao)2。

表(biao)2水鎂石的化(hua)學(xue)成分/%

③輕燒氧化鎂。以(yi)輕燒氧化鎂作為電熔氧化鎂原料，可(ke)以(yi)使生產環(huan)境得到改(gai)善(shan)，可(ke)以(yi)降(jiang)低運(yun)輸(shu)費(fei)用。由于電熔時排出氣(qi)體(ti)少，成分也較均勻，對(dui)提高電熔氧化鎂質量有利。

我國有(you)一些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能生產出白色(se)大結晶電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于(yu)成(cheng)球費用(yong)高，影響生產成(cheng)本。目(mu)前，有(you)的(de)廠家采用(yong)反射(she)爐(lu)輕燒氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又比用(yong)球料(liao)作(zuo)原料(liao)時(shi)便(bian)宜，因而得(de)到(dao)了(le)一定的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的特殊要(yao)求(qiu)，有時(shi)必須(xu)在電熔(rong)(rong)過(guo)程中采(cai)用燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原料，如采(cai)用海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)(rong)原料，一般首先利(li)用處理(li)海水和(he)石(shi)灰(hui)乳作(zuo)用生(sheng)產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用其他(ta)方(fang)法也可以(yi)制得輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的制取方(fang)法)，采(cai)用輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料生(sheng)產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少量的雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體的雜(za)質，可明顯(xian)影響(xiang)晶(jing)(jing)粒的長(chang)大(da)。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)用在于(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)運(yun)(yun)動所需(xu)的能量。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能量降(jiang)低，其降(jiang)低量與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積成正(zheng)比，所以(yi)必須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)才能離開第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運(yun)(yun)動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長(chang)大(da)的極(ji)限(xian)尺寸愈(yu)小。

另一方(fang)面為(wei)了(le)降(jiang)低電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)顯氣(qi)孔率，也(ye)應盡量減少原料(liao)氧化鎂(mei)(mei)的(de)氣(qi)體(ti)排出，因此，采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂電(dian)熔(rong)有其(qi)顯著優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)是同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值，離子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)等相關(guan)聯(lian)。而氧化(hua)鎂的(de)離子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和(he)電(dian)荷、陽離子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特性(xing)和(he)強度(du)、離子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構(gou)造等決定它(ta)是一高熔點化(hua)合物。

氧化(hua)鎂的熔(rong)點和結構參數：陽離子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數6;有效(xiao)配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最重要(yao)過(guo)程是(shi)由各(ge)種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料，通(tong)過(guo)各(ge)種形式的(de)加(jia)熱(re)方法(fa)產生高溫(wen)使鎂(mei)(mei)質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)體(ti)。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量的(de)熱(re)能(neng)，以克服離(li)子間的(de)引(yin)力。通(tong)過(guo)強大電弧產生高溫(wen)而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方法(fa)叫做(zuo)電弧熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程一般(ban)包括熱(re)的(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體(ti)長大等一系列物(wu)理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水過程(cheng)。用水鎂石(shi)作原料(liao)有一脫(tuo)水過程(cheng)。水鎂石(shi)的(de)主要(yao)成分是(shi)氫(qing)氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作為原料時有一(yi)個脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)(cheng)包(bao)括兩個方面。一(yi)方面是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)的主要成(cheng)分是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由(you)于在(zai)電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)往(wang)(wang)往(wang)(wang)在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入(ru)石(shi)墨(mo)粉末添(tian)加(jia)物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過程(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成三(san)角形或(huo)(huo)星形導線路(lu)，在(zai)通電(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒損或(huo)(huo)完全(quan)燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在(zai)(zai)強電弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛，變(bian)成能(neng)自(zi)由運動的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加(jia)熱(re)(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點)就會(hui)由固體(ti)(ti)變(bian)成液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在(zai)(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)電能(neng)。據電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產(chan)(chan)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)平(ping)衡的(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)(lu)殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子(zi)表面(mian)散(san)熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以(yi)看出，在(zai)(zai)電熔(rong)