電弧(hu)(hu)熔爐生產電熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)工(gong)藝流程主要包(bao)括(kuo)：原料(liao)配料(liao)、電弧(hu)(hu)熔融、破碎、選別(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)(you)豐富的優質菱鎂礦(kuang)石，氧化鎂含量(liang)高，又易于開采，因此，被廣泛用(yong)作電熔(rong)氧化鎂的原料(liao)。采用(yong)菱鎂石作原料(liao)，碳酸(suan)鎂分解產(chan)生CO2氣體，由于有(you)(you)大(da)量(liang)氣體從(cong)爐內排出影響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)結晶帶的(de)形(xing)成均有不利影響，由于大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量消(xiao)耗增高，也惡化了車(che)間生產環境。但由于優質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲得，價(jia)格很低廉，所以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)用(yong)得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)高(gao)低和(he)化(hua)學成分(fen)直接影響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中也直接影響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)品(pin)(pin)級比(bi)例(li)，因(yin)此，為了保證電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)和(he)品(pin)(pin)級比(bi)例(li)，必須對各種礦石(shi)進行(xing)適當的(de)配比(bi)后進行(xing)熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)。我國的(de)(de)遼寧省水鎂(mei)石(shi)的(de)(de)礦(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它(ta)也是一種制造(zao)電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的(de)(de)原(yuan)料，部分(fen)地區水鎂(mei)石(shi)的(de)(de)化學(xue)成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使(shi)生產環(huan)境(jing)得到改善，可以(yi)降低運輸(shu)費用。由于電(dian)熔(rong)時(shi)排出氣體少，成分也較均勻(yun)，對提高電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有一些電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)制成球料入爐(lu)(lu)電熔(rong)。輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以(yi)此料能生產出白色大結晶電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成球費用高(gao)，影(ying)響生產成本(ben)。目前(qian)，有的(de)(de)廠家采(cai)用反(fan)射爐(lu)(lu)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一定(ding)(ding)的(de)(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量比用菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成本(ben)又比用球料作原料時便宜，因而得到了一定(ding)(ding)的(de)(de)推(tui)廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為(wei)(wei)了某些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)特殊要求，有(you)時必(bi)須在電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程(cheng)中(zhong)采用燒(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如采用海(hai)水(shui)鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一般首先(xian)利用處理海(hai)水(shui)和(he)石灰(hui)乳作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)用生產氫氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)煅(duan)燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)。用其他方(fang)(fang)法也(ye)可(ke)以制得(de)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)制取方(fang)(fang)法)，采用輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)(liao)生產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)(wei)，極少(shao)量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)體的(de)(de)雜質(zhi)，可(ke)明(ming)顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)用在于(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)。當(dang)(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能(neng)(neng)(neng)量(liang)降(jiang)(jiang)低，其降(jiang)(jiang)低量(liang)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成(cheng)正(zheng)比，所以必(bi)須提(ti)高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才(cai)能(neng)(neng)(neng)離開(kai)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并且當(dang)(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變(bian)形，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一(yi)方面為了降低電(dian)熔凝氧(yang)化鎂的顯(xian)氣(qi)(qi)孔(kong)率，也(ye)應盡量(liang)減少原(yuan)料氧(yang)化鎂的氣(qi)(qi)體排(pai)出，因此(ci)，采用燒結鎂砂電(dian)熔有其顯(xian)著優點。

⑤電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂單晶的(de)化(hua)學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)(xing)是同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性(xing)(xing)如(ru)離(li)(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外(wai)層結構等(deng)相(xiang)關聯。而(er)氧化鎂(mei)的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質量(liang)和(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結合特(te)性(xing)(xing)和(he)強(qiang)度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結晶構造(zao)等(deng)決(jue)定它是一高熔點化合物。

氧化鎂的熔點和結構參數：陽離子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂制(zhi)造(zao)的(de)(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程是(shi)由各(ge)種(zhong)鎂質原料，通(tong)過(guo)(guo)各(ge)種(zhong)形(xing)式的(de)(de)加熱(re)(re)方(fang)(fang)法產(chan)生高溫使鎂質材料(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂熔體。要(yao)使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂熔融(rong)，必須消耗大量的(de)(de)熱(re)(re)能，以克服離子間的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)(guo)強(qiang)大電弧(hu)產(chan)生高溫而熔化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)方(fang)(fang)法叫做(zuo)電弧(hu)熔融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程一(yi)般包括熱(re)(re)的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂石(shi)作原料有一(yi)脫水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂石(shi)的主要成分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原料時有(you)一個脫碳過程，脫碳過程包(bao)括(kuo)兩個方面。一方面是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的主要成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)(dian)熔過(guo)程中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂(mei)中(zhong)加(jia)(jia)入石墨(mo)粉末添加(jia)(jia)物(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔爐起動(dong)過(guo)程中(zhong)需在(zai)三電(dian)(dian)極(ji)(石墨(mo)電(dian)(dian)極(ji))的下端用石墨(mo)粉末鋪成(cheng)三角形或星(xing)形導線路，在(zai)通電(dian)(dian)過(guo)程中(zhong)受熱(re)燒(shao)損或完全燃燒(shao)除(chu)去(qu)石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)過程(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和氧(yang)離子在強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的熱(re)能作用下(xia)，克服單(dan)晶(jing)(jing)體(ti)中(zhong)的晶(jing)(jing)格(ge)能的束縛，變(bian)成(cheng)能自由運動的過程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)點(dian))就(jiu)會(hui)由固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在這一(yi)過程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)(hao)(hao)(hao)大量(liang)的電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者對(dui)用水鎂(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的熱(re)平衡的衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)的比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的水耗(hao)(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)值(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能損失(shi)值(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數據可以(yi)看出，在電(dian)熔(rong)