電弧熔爐生產(chan)電熔氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料配料、電弧熔融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁選、分(fen)類(lei)包(bao)裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)，氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量高(gao)，又(you)易于開采，因(yin)此，被廣泛用(yong)作電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的原料(liao)。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)作原料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)(mei)分(fen)解產生CO2氣體，由(you)于有大量氣體從爐內排出影響著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成(cheng)均(jun)有(you)不利影響(xiang)，由于大量塵料(liao)飛(fei)損，使物料(liao)損耗(hao)和(he)能量消耗(hao)增高，也惡化(hua)(hua)了車間生產環境。但由于優質菱(ling)鎂(mei)礦石容(rong)易獲得，價格(ge)很低廉，所以(yi)，仍是我國電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)用得最多最廣(guang)泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)含(han)量高低(di)和(he)化(hua)學(xue)成分直接影響到電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量，同(tong)時在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)也直接影響到電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)(de)品級比(bi)(bi)例，因此，為了(le)保證電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量和(he)品級比(bi)(bi)例，必須對各種(zhong)礦(kuang)(kuang)石進(jin)行適當(dang)的(de)(de)配比(bi)(bi)后進(jin)行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我(wo)國的遼寧省(sheng)水鎂(mei)石(shi)(shi)的礦(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它(ta)也是一(yi)種制造電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的原料，部分地區水鎂(mei)石(shi)(shi)的化學(xue)成分見(jian)表2。

表2水(shui)鎂石的化學(xue)成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。以輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂作為(wei)電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂原料，可以使(shi)生產環境(jing)得到改善，可以降低(di)運輸費用。由(you)于電(dian)熔時排出氣體少，成分(fen)也較均(jun)勻，對(dui)提高電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂質量有利。

我國有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以輕燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含(han)量(liang)達到98%，以此料(liao)(liao)能(neng)生(sheng)產(chan)出(chu)白色(se)大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)本。目前(qian)，有的廠家采(cai)用(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以一定(ding)(ding)的粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比用(yong)球(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時(shi)便宜，因而得到了(le)一定(ding)(ding)的推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂。為了某(mou)些(xie)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的特(te)殊要(yao)求，有時必(bi)須(xu)(xu)在電熔(rong)(rong)過程中(zhong)采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電熔(rong)(rong)原料，如采用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電熔(rong)(rong)原料，一般首先利(li)用(yong)處理海(hai)水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒成輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法也可以制得(de)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的制取方(fang)法)，采用(yong)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原料生產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特(te)爾(Ruttere)等研究認為，極(ji)少量(liang)的雜質氣體(ti)(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的雜質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的長(chang)大(da)。因為雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)在于(yu)增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運(yun)動所需的能(neng)(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)能(neng)(neng)量(liang)降低(di)(di)，其降低(di)(di)量(liang)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)成正比，所以必(bi)須(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等的晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須(xu)(xu)變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大(da)的極(ji)限尺寸愈小。

另一方(fang)面為了降(jiang)低(di)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)顯(xian)氣(qi)孔(kong)率，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)的(de)氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)有(you)其顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)是(shi)(shi)同原子(zi)和(he)(he)分子(zi)的量子(zi)力學本(ben)性(xing)如離子(zi)半(ban)徑的尺(chi)寸，離子(zi)的電位數值，離子(zi)的電子(zi)外層(ceng)結構等相(xiang)關聯。而氧(yang)化鎂的離子(zi)尺(chi)寸、質(zhi)量和(he)(he)電荷、陽離子(zi)和(he)(he)陰(yin)離子(zi)之間的結合(he)特性(xing)和(he)(he)強度、離子(zi)的極化作用、結晶(jing)構造等決(jue)定(ding)它(ta)是(shi)(shi)一高熔(rong)點(dian)化合(he)物。

氧(yang)化鎂的(de)熔點(dian)和結構參數：陽離(li)子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數6;有(you)效配位(wei)數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最(zui)重要(yao)過(guo)程是由各(ge)種鎂(mei)質原料，通(tong)過(guo)各(ge)種形(xing)式的(de)(de)加熱方(fang)法(fa)(fa)產生高(gao)溫(wen)使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須(xu)消(xiao)耗大(da)量(liang)的(de)(de)熱能，以克服(fu)離(li)子間的(de)(de)引力。通(tong)過(guo)強大(da)電弧(hu)(hu)產生高(gao)溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)叫做電弧(hu)(hu)熔(rong)融法(fa)(fa)。這個(ge)融化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程一(yi)般包(bao)括熱的(de)(de)傳(chuan)導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等(deng)一(yi)系列(lie)物理(li)化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。用水(shui)(shui)鎂石作原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)(shui)鎂石的主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原料時有一個脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳過(guo)程(cheng)包(bao)括兩個方面。一方面是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石的(de)主要成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面(mian)，由于在(zai)(zai)電熔(rong)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)往往在(zai)(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)加(jia)入石墨(mo)粉末添加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)電熔(rong)爐起動過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需(xu)在(zai)(zai)三電極(ji)(石墨(mo)電極(ji))的下端(duan)用石墨(mo)粉末鋪成三角形或星形導線(xian)路，在(zai)(zai)通電過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)受(shou)熱(re)燒損或完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過程。熔化(hua)(hua)過程即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在強電(dian)(dian)弧產(chan)生的(de)(de)熱(re)能(neng)作用(yong)下，克服單晶體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)束(shu)縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)自(zi)由(you)運動的(de)(de)過程。也就(jiu)是說(shuo)，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)到一(yi)定溫度(熔點)就(jiu)會由(you)固體(ti)變成(cheng)(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔化(hua)(hua)。在這一(yi)過程中(zhong)需消(xiao)耗大量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生產(chan)者對用(yong)水鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生產(chan)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)消(xiao)耗的(de)(de)比例如(ru)下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)生成(cheng)(cheng)熱(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生成(cheng)(cheng)熱(re)耗值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水耗熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表(biao)面散熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統計(ji)數據可以(yi)看出，在電(dian)(dian)熔