電弧熔爐生產(chan)電熔氧化鎂(mei)的工(gong)藝流程主要包括：原料配(pei)料、電弧熔融、破(po)碎、選(xuan)別、粉碎、篩(shai)別、磁選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)，氧化鎂(mei)含量高，又易于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作電熔氧化鎂(mei)的(de)原料。采(cai)用(yong)菱(ling)(ling)鎂(mei)石(shi)(shi)作原料，碳酸鎂(mei)分(fen)解(jie)產生(sheng)CO2氣體(ti)，由(you)于(yu)有(you)大量氣體(ti)從爐內排出影響著電熔過程的(de)進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂的結晶(jing)帶的形成均有不利(li)影響(xiang)，由于大量(liang)塵(chen)料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量(liang)消耗增高，也(ye)惡化(hua)了車間(jian)生產環境。但由于優(you)質菱鎂礦石容易獲得(de)，價格(ge)很低(di)廉(lian)，所以，仍是我(wo)國電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂用(yong)得(de)最多最廣(guang)泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中(zhong)氧化鎂的含量高低(di)和化學成(cheng)分直接(jie)影響到(dao)電(dian)熔凝氧化鎂的質量，同時在電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)也直接(jie)影響到(dao)電(dian)熔凝氧化鎂得(de)到(dao)的品(pin)級(ji)比(bi)例(li)，因此，為了保(bao)證電(dian)熔凝氧化鎂的質量和品(pin)級(ji)比(bi)例(li)，必須對各種礦(kuang)石進行(xing)(xing)適當的配比(bi)后進行(xing)(xing)熔煉(lian)。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)(de)遼寧(ning)省(sheng)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)礦源非常豐(feng)富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一(yi)種制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料，部分地區(qu)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)化學(xue)成分見(jian)表2。

表2水(shui)鎂石的(de)化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂。以輕燒氧(yang)化鎂作為電熔(rong)氧(yang)化鎂原料，可以使生產環境得到改善，可以降低運(yun)輸費(fei)用。由于(yu)電熔(rong)時排出(chu)氣體(ti)少，成分也(ye)較(jiao)均勻，對提高電熔(rong)氧(yang)化鎂質量有利(li)。

我國(guo)有一些電熔凝氧(yang)化鎂以輕燒(shao)氧(yang)化鎂制成球料(liao)入爐電熔。輕燒(shao)氧(yang)化鎂的氧(yang)化鎂含量(liang)達到(dao)98%，以此料(liao)能生產出白色大結晶電熔氧(yang)化鎂。但由于成球費用高，影響生產成本。目前，有的廠家采用反射爐輕燒(shao)氧(yang)化鎂，以一定(ding)的粒度加入熔爐電熔，電熔氧(yang)化鎂的質量(liang)比(bi)用菱鎂礦石好(hao)，成本又比(bi)用球料(liao)作原料(liao)時(shi)便(bian)宜，因而得到(dao)了一定(ding)的推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了(le)某些(xie)電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的特殊要求，有(you)時(shi)必須(xu)(xu)在電熔(rong)過程中采用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電熔(rong)原料(liao)，如(ru)采用(yong)(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電熔(rong)原料(liao)，一般(ban)首先利(li)用(yong)(yong)(yong)處理海(hai)水(shui)和石灰(hui)乳作用(yong)(yong)(yong)生產氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法也可以制(zhi)得(de)輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的制(zhi)取方法)，采用(yong)(yong)(yong)輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)原料(liao)生產電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)(deng)研究(jiu)認為(wei)，極少量的雜(za)質(zhi)(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的雜(za)質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)粒的長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的作用(yong)(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所需的能量。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體能量降低(di)，其降低(di)量與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所以必須(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才(cai)能離開第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)(deng)的晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須(xu)(xu)變形，第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)粒長大的極限尺(chi)寸愈小。

另一方面(mian)為了(le)降低電熔凝氧化鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡量減(jian)少原料(liao)氧化鎂(mei)的氣體排出(chu)，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電熔有其顯著優點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)鎂(mei)單晶(jing)的化(hua)學(xue)原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)(te)性(xing)(xing)是(shi)(shi)同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)(xing)如(ru)離子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的尺(chi)寸，離子(zi)(zi)(zi)(zi)的電(dian)位數值，離子(zi)(zi)(zi)(zi)的電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構等相關(guan)聯。而氧(yang)化(hua)鎂的離子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電(dian)荷(he)、陽離子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的結(jie)合特(te)(te)性(xing)(xing)和(he)強(qiang)度、離子(zi)(zi)(zi)(zi)的極化(hua)作用、結(jie)晶構造(zao)等決(jue)定它是(shi)(shi)一高(gao)熔點化(hua)合物。

氧化鎂的(de)熔(rong)點和(he)結構(gou)(gou)參數(shu)：陽離子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑0.53mm;結構(gou)(gou)類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有(you)效(xiao)配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)制造的最重要過(guo)程是(shi)由(you)各(ge)種鎂(mei)(mei)質原料，通過(guo)各(ge)種形式的加熱(re)方(fang)法產生高(gao)溫使(shi)鎂(mei)(mei)質材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要使(shi)氧化(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大量的熱(re)能(neng)，以克服離子間的引力。通過(guo)強大電(dian)弧產生高(gao)溫而(er)熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的方(fang)法叫做電(dian)弧熔(rong)融法。這個融化(hua)過(guo)程一般包括(kuo)熱(re)的傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)長(chang)大等(deng)一系列物(wu)理化(hua)學(xue)變化(hua)的過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。用(yong)水(shui)鎂石作原料有一(yi)脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石的主要成(cheng)分是(shi)氫(qing)氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)。用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)作為原料(liao)時有一(yi)個(ge)脫碳過(guo)程(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)包括兩個(ge)方面。一(yi)方面是(shi)菱鎂(mei)礦(kuang)石的熱分解，菱鎂(mei)礦(kuang)石的主(zhu)要成分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在(zai)(zai)電熔過(guo)(guo)程中(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)加入(ru)石(shi)(shi)墨粉末(mo)添(tian)加物(wu)(助劑)，在(zai)(zai)電熔爐起(qi)動過(guo)(guo)程中(zhong)需在(zai)(zai)三電極(石(shi)(shi)墨電極)的下(xia)端用石(shi)(shi)墨粉末(mo)鋪成三角(jiao)形或星形導線路，在(zai)(zai)通電過(guo)(guo)程中(zhong)受(shou)熱燒損或完全燃燒除(chu)去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧化(hua)(hua)鎂中(zhong)(zhong)鎂離(li)(li)子和氧離(li)(li)子在強(qiang)電(dian)弧產生的(de)(de)熱能作用下，克(ke)服單晶(jing)體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)晶(jing)格(ge)能的(de)(de)束縛，變成(cheng)能自(zi)由(you)運動的(de)(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說(shuo)，氧化(hua)(hua)鎂加熱到一(yi)定溫度(du)(熔(rong)點)就(jiu)會(hui)由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這一(yi)過程(cheng)中(zhong)(zhong)需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂生產者對用水鎂石(shi)作原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)熱平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧化(hua)(hua)鎂晶(jing)體(ti)生成(cheng)熱消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據可以看出(chu)，在電(dian)熔(rong)