電弧熔爐生產電熔氧化(hua)鎂的(de)工藝流程主要包括：原料配(pei)料、電弧熔融(rong)、破(po)碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩(shai)別、磁選、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的優質(zhi)菱鎂(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)含量高(gao)，又易于開采，因(yin)此，被廣泛用作電(dian)熔氧化鎂(mei)的原料(liao)。采用菱鎂(mei)石(shi)作原料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)分解產生CO2氣體，由(you)于有大(da)量氣體從爐內(nei)排(pai)出影響著電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有不利影響(xiang)，由于(yu)大量塵料飛損，使(shi)物(wu)料損耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也(ye)惡化(hua)了(le)車間生產(chan)環境。但由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價(jia)格(ge)很低廉，所以(yi)，仍(reng)是我國(guo)電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的含量高低和化(hua)(hua)學成(cheng)分直接影響到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量，同(tong)時在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中也直接影響到電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)得到的品級(ji)比例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的質量和品級(ji)比例，必(bi)須對各種礦石進(jin)行適當的配比后進(jin)行熔(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的遼寧省水鎂(mei)石(shi)(shi)的礦(kuang)源(yuan)非(fei)常豐(feng)富，水鎂(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含(han)量高(gao)于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種制造電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料，部分(fen)地區(qu)水鎂(mei)石(shi)(shi)的化(hua)學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為(wei)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可(ke)以使生產環境得到(dao)改善，可(ke)以降低運輸費用。由于電熔時(shi)排出氣(qi)體少(shao)，成(cheng)分也較均勻，對(dui)提高電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利(li)。

我國(guo)有(you)一(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)以輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)(liao)入爐電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)的氧化(hua)鎂(mei)含量達到(dao)98%，以此料(liao)(liao)(liao)能生(sheng)產出白(bai)色大(da)結晶電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)高，影(ying)響生(sheng)產成(cheng)(cheng)本(ben)。目前，有(you)的廠家采(cai)用(yong)反射爐輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的粒度加(jia)入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的質(zhi)量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本(ben)又比用(yong)球(qiu)料(liao)(liao)(liao)作(zuo)原料(liao)(liao)(liao)時便宜，因而(er)得到(dao)了一(yi)定的推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為了某些(xie)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求(qiu)，有時必(bi)須在電熔(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電熔(rong)原料，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為電熔(rong)原料，一般首(shou)先利用(yong)(yong)處理(li)海水和石灰乳(ru)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)氫(qing)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)(shao)成(cheng)(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)也可(ke)以制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為原料生產(chan)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為，極(ji)少量的(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質，可(ke)明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大。因為雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)(de)能(neng)(neng)量。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)(neng)量降低，其降低量與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)(mian)積成(cheng)(cheng)正比(bi)，所(suo)以必(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運動(dong)。并(bing)且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈(yu)小。

另一方(fang)面為了降低電熔凝氧化(hua)鎂的顯氣孔率(lv)，也(ye)應(ying)盡量減少(shao)原料氧化(hua)鎂的氣體排出，因此，采用(yong)燒結(jie)鎂砂電熔有其顯著(zhu)優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力(li)學本性(xing)(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外(wai)層結構等相關聯。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和陰(yin)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)(de)結合特(te)性(xing)(xing)和強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)極化(hua)(hua)作用、結晶構造等決定它是(shi)一高(gao)熔點(dian)化(hua)(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結(jie)(jie)構(gou)參數(shu)：陽離子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰(yin)離子(zi)半徑(jing)0.53mm;結(jie)(jie)構(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)制造的(de)最重(zhong)要過程是由各種鎂(mei)質原料，通過各種形式的(de)加(jia)熱方法產生高(gao)溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變(bian)成(cheng)氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融(rong)，必須(xu)消耗大(da)量的(de)熱能(neng)，以(yi)克服離子(zi)間的(de)引力。通過強(qiang)大(da)電弧產生高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)方法叫(jiao)做電弧熔(rong)(rong)融(rong)法。這個(ge)融(rong)化(hua)過程一般包(bao)括(kuo)熱的(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析(xi)晶、晶體長大(da)等(deng)一系列物理化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)過程。

①脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)作原料有一脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的主要成(cheng)分(fen)是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)(tuo)水(shui)(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)。用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)作為原(yuan)料(liao)時有一個脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石的(de)熱分解(jie)，菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石的(de)主要成(cheng)分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在原料(liao)氧化鎂中(zhong)加入石(shi)(shi)墨粉(fen)末添加物(助(zhu)劑(ji))，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)爐起動過程(cheng)中(zhong)需在三(san)電(dian)(dian)(dian)極(石(shi)(shi)墨電(dian)(dian)(dian)極)的下端用(yong)石(shi)(shi)墨粉(fen)末鋪成三(san)角形或星形導(dao)線路，在通(tong)電(dian)(dian)(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全燃(ran)燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)(zi)(zi)和氧離子(zi)(zi)(zi)在(zai)強(qiang)電(dian)弧產生的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用(yong)下(xia)(xia)，克服單晶體(ti)中的(de)(de)晶格(ge)能(neng)(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)(neng)自由運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。據(ju)(ju)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)生產者對用(yong)水鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如下(xia)(xia)：氧化(hua)鎂(mei)晶體(ti)生成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值15.3%，散砂(sha)生成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)值7.9%，爐子(zi)(zi)(zi)表面散熱(re)(re)值6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)值28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值3.2%，從這些統(tong)計數據(ju)(ju)可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)