電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流(liu)程(cheng)主要包括：原料配(pei)料、電弧熔融、破(po)碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐(feng)富的優質(zhi)菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)，氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量高，又(you)易于開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)的原(yuan)料。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石(shi)(shi)作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解(jie)產生(sheng)CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐內排出影響(xiang)著電熔過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影(ying)響，由(you)(you)于大量塵料(liao)飛損(sun)(sun)，使物料(liao)損(sun)(sun)耗和能量消耗增高(gao)，也惡化(hua)了車間生產環境。但由(you)(you)于優質菱鎂礦石容(rong)易獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍是我國(guo)電熔氧(yang)化(hua)鎂用得最多(duo)最廣泛的(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂的含量高低和(he)化(hua)學成分直接(jie)影響到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的質量，同時在電熔(rong)(rong)過程中(zhong)也直接(jie)影響到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂得到的品(pin)級比(bi)例(li)，因此(ci)，為了保(bao)證電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的質量和(he)品(pin)級比(bi)例(li)，必須對各(ge)種礦石進行適(shi)當的配(pei)比(bi)后進行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)原料，部(bu)分地區水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)化(hua)學成分見表2。

表(biao)2水鎂石的(de)化學(xue)成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂作為電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂原(yuan)料(liao)，可以(yi)使生(sheng)產環境得到改善，可以(yi)降低運輸(shu)費用。由于(yu)電熔(rong)時(shi)排出(chu)氣體少，成(cheng)分也較(jiao)均勻，對提高(gao)電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂質量有利(li)。

我國有一(yi)(yi)些電熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)(cheng)球(qiu)料入爐電熔。輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以此料能生產出白色大結晶電熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于成(cheng)(cheng)(cheng)球(qiu)費用高(gao)，影響生產成(cheng)(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)廠家(jia)采用反射爐輕(qing)(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)(yi)定的(de)粒度加入熔爐電熔，電熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質(zhi)量比用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好(hao)，成(cheng)(cheng)(cheng)本又(you)比用球(qiu)料作(zuo)原料時便宜，因(yin)而(er)得(de)到了(le)一(yi)(yi)定的(de)推廣(guang)。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為了某些電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊(shu)要求，有時必須(xu)(xu)在電熔(rong)過(guo)程中采(cai)用(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電熔(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電熔(rong)原(yuan)料，一般首先利用(yong)(yong)處(chu)理海(hai)水和(he)石(shi)灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒成輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法(fa)也可以(yi)(yi)制得輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方(fang)法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為原(yuan)料生產(chan)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為，極(ji)少量的(de)(de)(de)雜質(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因(yin)為雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)界運(yun)動所需的(de)(de)(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)(jing)界與第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)(ti)能(neng)量降低(di)，其降低(di)量與第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)成正(zheng)比(bi)，所以(yi)(yi)必須(xu)(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)界才(cai)能(neng)離(li)開第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運(yun)動。并且當(dang)晶(jing)(jing)界與第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界必須(xu)(xu)變形，第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極(ji)限尺(chi)寸(cun)愈小。

另一(yi)方(fang)面為了降低電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的顯(xian)氣孔(kong)率(lv)，也應(ying)盡量減(jian)少原(yuan)料氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的氣體排出，因此，采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂電熔有其(qi)顯(xian)著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂(mei)單晶(jing)的化學(xue)原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本(ben)性如離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸(cun)，離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位數(shu)值，離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等相(xiang)關聯。而氧化鎂(mei)的(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和(he)電荷、陽離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結合特(te)性和(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化作(zuo)用(yong)、結晶構造等決定它是一高熔(rong)點化合物。

氧化鎂的熔點(dian)和(he)結構參數(shu)(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)(shu)6;有效(xiao)配(pei)位(wei)數(shu)(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要過程是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)質原料，通過各(ge)種(zhong)形式的(de)(de)加(jia)熱方法產生(sheng)高溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變(bian)(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗(hao)大(da)量的(de)(de)熱能，以克服離子間(jian)的(de)(de)引力。通過強(qiang)大(da)電(dian)弧產生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法叫(jiao)做電(dian)弧熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過程一(yi)般包括熱的(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長大(da)等(deng)一(yi)系列(lie)物理化(hua)(hua)(hua)學變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過程。

①脫(tuo)水過程(cheng)。用水鎂(mei)石作原料有一脫(tuo)水過程(cheng)。水鎂(mei)石的(de)主要成(cheng)分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)。用(yong)菱鎂礦作為原料時(shi)有一個脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)包括兩個方面。一方面是菱鎂礦石的(de)熱分解(jie)，菱鎂礦石的(de)主(zhu)要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在電熔(rong)過程中往往在原料氧化(hua)鎂中加入石墨粉(fen)末(mo)添加物(wu)(助劑)，在電熔(rong)爐起動(dong)過程中需在三(san)電極(石墨電極)的下(xia)端用(yong)石墨粉(fen)末(mo)鋪成三(san)角形或星(xing)形導線(xian)路，在通電過程中受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在(zai)強電(dian)弧(hu)產(chan)生的(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下，克服單晶體(ti)(ti)(ti)中的(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自(zi)由運(yun)動(dong)的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)點(dian))就(jiu)會由固體(ti)(ti)(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)(ti)(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)(zhe)一過程(cheng)(cheng)中需消(xiao)(xiao)(xiao)耗大量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生產(chan)者(zhe)對用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗的(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)(ti)(ti)生成(cheng)(cheng)熱(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)(xiao)耗熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生成(cheng)(cheng)熱(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼(ke)的(de)(de)水耗熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)(zhe)些統計數據可以看(kan)出(chu)，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)