電弧熔爐生產電熔氧化鎂(mei)的工(gong)藝流程主要包括：原(yuan)料配料、電弧熔融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁(ci)選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐(feng)富(fu)的優質(zhi)菱鎂礦石，氧(yang)化鎂含(han)量高，又易于開采，因(yin)此，被廣(guang)泛用作電熔(rong)氧(yang)化鎂的原料。采用菱鎂石作原料，碳(tan)酸鎂分解(jie)產(chan)生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內排出影響著電熔(rong)過(guo)程(cheng)的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形成(cheng)均(jun)有不利影(ying)響，由于大量(liang)塵料(liao)飛損(sun)(sun)，使物料(liao)損(sun)(sun)耗和能(neng)量(liang)消耗增高(gao)，也(ye)惡化了車間生產環境。但由于優質菱鎂礦(kuang)石容易獲得(de)，價格(ge)很(hen)低廉，所以，仍是(shi)我國(guo)電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛(fan)的(de)(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量(liang)高(gao)低和(he)化(hua)(hua)學成(cheng)分直(zhi)接影(ying)響到電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)，同(tong)時(shi)在電熔(rong)過程中也直(zhi)接影(ying)響到電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)(de)品級比(bi)(bi)例，因(yin)此，為了保(bao)證電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)和(he)品級比(bi)(bi)例，必須對各種礦石進(jin)(jin)行適(shi)當(dang)的(de)(de)配比(bi)(bi)后進(jin)(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國(guo)的遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的礦源(yuan)非(fei)常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)礦石(shi)。它也(ye)是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的原料(liao)，部分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的化(hua)學成分見表2。

表(biao)2水鎂石(shi)的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)(mei)。以輕(qing)燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)(mei)作為電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)原料(liao)，可以使生(sheng)產環境(jing)得到(dao)改善，可以降低運輸費用。由(you)于(yu)電熔(rong)時(shi)排出(chu)氣(qi)體(ti)少，成分(fen)也較(jiao)均(jun)勻，對提高電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)質(zhi)量有利。

我(wo)國有一(yi)些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)制成球(qiu)料入(ru)(ru)爐電熔(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)達到98%，以此(ci)料能(neng)生產(chan)(chan)出白色大(da)結晶(jing)電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)。但由(you)于成球(qiu)費用(yong)高(gao)，影響生產(chan)(chan)成本。目前，有的(de)(de)廠家采用(yong)反射爐輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)，以一(yi)定的(de)(de)粒(li)度加入(ru)(ru)熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)礦石(shi)好，成本又比用(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因而得到了一(yi)定的(de)(de)推(tui)廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有(you)時(shi)必(bi)須(xu)在電熔過程(cheng)中采(cai)用燒(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電熔原料(liao)，如采(cai)用海(hai)水鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電熔原料(liao)，一般首先利(li)用處(chu)理海(hai)水和(he)石灰乳作(zuo)用生(sheng)(sheng)產氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)煅(duan)燒(shao)成輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。用其他方法(fa)也(ye)可以制得輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工業(ye)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)用輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料(liao)生(sheng)(sheng)產電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉(la)特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少量的(de)(de)雜質(zhi)氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用在于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)(de)能量。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能量降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積成正比，所以必(bi)須(xu)提(ti)高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能離(li)開第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運動(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)極限尺(chi)寸(cun)愈小。

另一方(fang)面為(wei)了降低電(dian)熔凝氧化鎂的顯氣孔率，也應盡量減少原(yuan)料氧化鎂的氣體排出，因(yin)此，采(cai)用(yong)燒結鎂砂電(dian)熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是(shi)同原子和分子的(de)量子力學本(ben)性如離(li)(li)子半徑的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子的(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子的(de)電(dian)子外層結構(gou)等相關聯(lian)。而氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)離(li)(li)子尺(chi)寸、質(zhi)量和電(dian)荷、陽離(li)(li)子和陰(yin)離(li)(li)子之間的(de)結合特(te)性和強度、離(li)(li)子的(de)極化(hua)作用、結晶構(gou)造等決定(ding)它是(shi)一高(gao)熔點化(hua)合物。

氧化鎂的(de)熔點和結構(gou)參數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結構(gou)類(lei)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)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重(zhong)要過程(cheng)是(shi)由各(ge)種鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通(tong)過各(ge)種形式(shi)的(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產(chan)生高(gao)溫使鎂(mei)(mei)質材(cai)料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)體。要使氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量(liang)的(de)(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)(de)引力(li)。通(tong)過強(qiang)大電(dian)弧產(chan)生高(gao)溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)一般(ban)包括熱(re)的(de)(de)傳導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過程。用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)有(you)一脫水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)主要(yao)成分是(shi)氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原料時有一個脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包括(kuo)兩個方面。一方面是菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)的主要成分是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)(zhong)加(jia)入石墨粉末添加(jia)物(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)爐起動過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)需在(zai)三電(dian)(dian)極(ji)(石墨電(dian)(dian)極(ji))的下端用(yong)石墨粉末鋪成(cheng)三角(jiao)形(xing)或(huo)星形(xing)導線路，在(zai)通電(dian)(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)受熱燒損或(huo)完全燃(ran)燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。熔化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)和(he)氧(yang)離(li)子(zi)在(zai)強(qiang)電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的熱能(neng)(neng)作用(yong)(yong)下(xia)(xia)，克服單晶(jing)(jing)體(ti)(ti)中的晶(jing)(jing)格能(neng)(neng)的束縛，變成能(neng)(neng)自由運動的過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。也(ye)就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱到一(yi)定溫度(熔點)就會由固體(ti)(ti)變成液體(ti)(ti)，叫熔化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中需消耗大量(liang)的電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用(yong)(yong)水鎂(mei)(mei)石(shi)作原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的熱平衡(heng)的衡(heng)算，熱消耗的比(bi)例如下(xia)(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)生(sheng)成熱消耗值(zhi)34.9%，渣皮消耗熱值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成熱耗值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗熱值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的水耗熱值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面(mian)散(san)熱值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統(tong)計數據(ju)可以看出(chu)，在(zai)電(dian)(dian)熔