電弧熔爐生產(chan)電熔氧化鎂(mei)的工藝流程主(zhu)要包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優(you)質菱鎂礦石，氧化(hua)鎂含量高，又易于開采，因此，被廣泛(fan)用作電(dian)熔氧化(hua)鎂的(de)原料。采用菱鎂石作原料，碳酸鎂分解產(chan)生(sheng)CO2氣體，由于有(you)大(da)量氣體從爐內排出影響(xiang)著電(dian)熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂的結晶帶(dai)的形成(cheng)均(jun)有(you)不利影響，由(you)于大(da)量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能(neng)量(liang)消耗增高，也(ye)惡化了車間生(sheng)產(chan)環境。但由(you)于優質菱鎂礦石容(rong)易獲(huo)得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔(rong)(rong)氧(yang)化鎂用得最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)的含量(liang)(liang)高低和(he)化學成(cheng)分直(zhi)接影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的質量(liang)(liang)，同(tong)時在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中也(ye)直(zhi)接影(ying)響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)得到(dao)的品級比例(li)，因此，為了(le)保證(zheng)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的質量(liang)(liang)和(he)品級比例(li)，必須(xu)對各種礦(kuang)(kuang)石(shi)進(jin)行適當的配比后進(jin)行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我(wo)國的遼寧省水鎂(mei)石(shi)(shi)的礦源非(fei)常豐富，水鎂(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)高于(yu)菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它(ta)也是一(yi)種(zhong)制造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料，部分地區水鎂(mei)石(shi)(shi)的化(hua)學成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)原料(liao)，可以(yi)使生產環境(jing)得到改善，可以(yi)降低(di)運輸費用。由于(yu)電(dian)熔(rong)時排出氣體少，成分也較均勻，對提(ti)高電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有一些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以(yi)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)球(qiu)料入爐電熔(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)此(ci)料能生(sheng)產(chan)出(chu)白色大結晶電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由于(yu)成(cheng)球(qiu)費用高(gao)，影響(xiang)生(sheng)產(chan)成(cheng)本。目(mu)前，有的廠(chang)家采用反射爐輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以(yi)一定的粒度(du)加入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的質量比(bi)用菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本又比(bi)用球(qiu)料作原料時(shi)便宜，因(yin)而得到(dao)了一定的推廣(guang)。

④燒結鎂(mei)(mei)砂。為了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有(you)時(shi)必(bi)(bi)須在電(dian)熔(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一般首(shou)先(xian)利用(yong)(yong)處理海水和(he)石(shi)灰(hui)乳作(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法(fa)也可以制(zhi)得輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制(zhi)取(qu)方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原(yuan)料(liao)(liao)生產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為，極少量(liang)的(de)雜質氣體(相)也屬(shu)于晶(jing)(jing)體的(de)雜質，可明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)粒(li)的(de)長(chang)大。因為雜質相的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需(xu)的(de)能(neng)(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)相相遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)(neng)量(liang)降低(di)(di)，其(qi)降低(di)(di)量(liang)與第(di)二(er)相橫(heng)截面積成正比，所以必(bi)(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離(li)開(kai)第(di)二(er)相繼(ji)續運動(dong)。并且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)二(er)相相遇時(shi)，與第(di)二(er)相橫(heng)截面積相等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)(bi)須變形，第(di)二(er)相數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)極限尺(chi)寸愈小(xiao)。

另一方面為了降低電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的顯氣(qi)孔率，也(ye)應盡量減少原料氧化(hua)鎂(mei)的氣(qi)體排出(chu)，因此(ci)，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶(jing)的化學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量(liang)子(zi)力學本性如離子(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離子(zi)的(de)電位(wei)數值，離子(zi)的(de)電子(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離子(zi)尺(chi)寸、質量(liang)和(he)電荷、陽離子(zi)和(he)陰離子(zi)之間的(de)結(jie)合特性和(he)強度(du)、離子(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等決定(ding)它是一(yi)高熔點(dian)化(hua)合物。

氧(yang)化鎂的熔點和(he)結(jie)(jie)構參數(shu)：陽(yang)離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結(jie)(jie)構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)制造的(de)最(zui)重要過(guo)程(cheng)(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)質原料(liao)，通過(guo)各(ge)種形式的(de)加熱(re)方(fang)法(fa)(fa)產(chan)生(sheng)高溫使(shi)鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)，變成(cheng)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須消耗大量(liang)的(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)引力。通過(guo)強大電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)高溫而(er)熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法(fa)(fa)叫做電(dian)(dian)弧熔(rong)融法(fa)(fa)。這個融化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)一般包括(kuo)熱(re)的(de)傳導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)化(hua)、析(xi)晶、晶體長大等一系(xi)列(lie)物(wu)理化(hua)學變化(hua)的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫水過程(cheng)。用水鎂石(shi)作原料有一脫水過程(cheng)。水鎂石(shi)的主要成分是(shi)(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過程(cheng)是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原(yuan)料時有(you)一(yi)個(ge)脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包括兩(liang)個(ge)方面(mian)。一(yi)方面(mian)是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的(de)熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的(de)主要(yao)成分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)電(dian)熔過(guo)程中(zhong)(zhong)往往在(zai)原(yuan)料氧(yang)化鎂中(zhong)(zhong)加入石墨(mo)粉(fen)(fen)末添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下(xia)端用(yong)石墨(mo)粉(fen)(fen)末鋪成三(san)角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)通電(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong)受熱燒損或完全燃燒除(chu)去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子和氧離子在強(qiang)電弧產(chan)生的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能作(zuo)用(yong)(yong)下(xia)，克服(fu)單晶(jing)(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)格能的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能自由運動的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫度(熔點)就會由固體(ti)(ti)變(bian)成(cheng)(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔化(hua)(hua)。在這(zhe)一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)電能。據(ju)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產(chan)者(zhe)對(dui)用(yong)(yong)水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生產(chan)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下(xia)：氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些(xie)統計數據(ju)可以看出，在電熔