電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工(gong)藝流(liu)程主要包(bao)括：原料配(pei)料、電弧熔融(rong)、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的優(you)質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量高，又易于開采(cai)，因(yin)此(ci)，被廣(guang)泛用作電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的原料。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)(mei)分(fen)解產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內排(pai)出影響著電(dian)熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化鎂的結晶(jing)帶的形成均有不(bu)利(li)影響，由于大量(liang)塵(chen)料飛損，使(shi)物料損耗和能(neng)量(liang)消耗增高(gao)，也惡化了車間(jian)生(sheng)產環(huan)境。但由于優質菱鎂礦石容易獲得(de)，價格很低廉(lian)，所以，仍(reng)是我國電熔氧化鎂用得(de)最多最廣(guang)泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)含量高低和化(hua)學成分直(zhi)接影響到電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量，同時(shi)在電(dian)(dian)熔過程(cheng)中(zhong)也(ye)直(zhi)接影響到電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)得到的(de)(de)品級比(bi)例，因此，為了保證電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量和品級比(bi)例，必須對各種(zhong)礦(kuang)石(shi)進行(xing)適當(dang)的(de)(de)配(pei)比(bi)后進行(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的(de)(de)遼寧(ning)省(sheng)水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)(de)礦(kuang)(kuang)源(yuan)非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石。它也是(shi)一種制(zhi)造(zao)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)原(yuan)料(liao)，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的(de)(de)化(hua)學成(cheng)分見表2。

表2水(shui)鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料(liao)，可以使生產環境得到改善，可以降低運輸費用。由于電(dian)熔時排出氣體(ti)少，成分也較均勻，對提(ti)高電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有一些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂以輕(qing)燒氧(yang)化鎂制(zhi)成(cheng)球料(liao)入(ru)爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化鎂的(de)氧(yang)化鎂含量(liang)達到98%，以此料(liao)能(neng)生產出(chu)白色(se)大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂。但由于成(cheng)球費用(yong)高(gao)，影響生產成(cheng)本(ben)。目前，有的(de)廠家(jia)采用(yong)反射爐(lu)(lu)輕(qing)燒氧(yang)化鎂，以一定(ding)的(de)粒度(du)加入(ru)熔(rong)爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)質量(liang)比(bi)用(yong)菱鎂礦石(shi)好(hao)，成(cheng)本(ben)又比(bi)用(yong)球料(liao)作原(yuan)料(liao)時(shi)便宜，因而得到了一定(ding)的(de)推廣。

④燒結鎂(mei)砂(sha)(sha)。為了(le)某些(xie)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的特殊要求，有時(shi)必(bi)須在(zai)電(dian)熔(rong)過程(cheng)中采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，如采(cai)用(yong)海水鎂(mei)砂(sha)(sha)作(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料，一(yi)般(ban)首先利用(yong)處理海水和(he)石(shi)灰乳作(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒成輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)其(qi)他方(fang)(fang)法也可以(yi)制(zhi)(zhi)得輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的制(zhi)(zhi)取方(fang)(fang)法)，采(cai)用(yong)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為原(yuan)(yuan)料生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為，極少量的雜質(zhi)(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體(ti)的雜質(zhi)(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)粒的長(chang)大(da)。因為雜質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)在(zai)于增加晶(jing)界(jie)運動所(suo)(suo)需的能(neng)量。當晶(jing)界(jie)與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體(ti)能(neng)量降(jiang)低(di)，其(qi)降(jiang)低(di)量與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正比，所(suo)(suo)以(yi)必(bi)須提高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續(xu)運動。并且當晶(jing)界(jie)與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等(deng)的晶(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)粒長(chang)大(da)的極限(xian)尺寸愈小。

另一(yi)方面(mian)為了降低電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的顯氣孔率，也(ye)應盡量減(jian)少原料(liao)氧化鎂(mei)(mei)的氣體(ti)排出，因(yin)此(ci)，采用燒結鎂(mei)(mei)砂電熔有其顯著優點。

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

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是同原子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力(li)學(xue)本(ben)性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等相關(guan)聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和電荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結合特性和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結晶構(gou)造等決(jue)定(ding)它是一高熔點化(hua)合物。

氧化(hua)鎂的熔點(dian)和(he)結構參數：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(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(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最(zui)重要過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是(shi)由各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料，通(tong)過(guo)(guo)(guo)各種形式的(de)加熱(re)方(fang)法產(chan)生高溫使鎂(mei)(mei)質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融(rong)，必須消耗大量(liang)的(de)熱(re)能，以克服離(li)子間的(de)引(yin)力。通(tong)過(guo)(guo)(guo)強大電弧(hu)產(chan)生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方(fang)法叫(jiao)做電弧(hu)熔(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一般(ban)包括(kuo)熱(re)的(de)傳導、脫水(shui)、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長(chang)大等(deng)一系列物理(li)化(hua)(hua)學(xue)變(bian)化(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程。用水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的主要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱鎂礦作為(wei)原料時有一(yi)(yi)個(ge)(ge)脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包(bao)括兩個(ge)(ge)方(fang)面。一(yi)(yi)方(fang)面是菱鎂礦石的(de)(de)熱分解，菱鎂礦石的(de)(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由于在(zai)電(dian)熔過(guo)程中(zhong)往(wang)(wang)往(wang)(wang)在(zai)原料氧化(hua)鎂(mei)中(zhong)加(jia)入(ru)石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)末添(tian)加(jia)物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)需在(zai)三電(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)極)的下(xia)端用石(shi)(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成三角形或星形導(dao)線(xian)路，在(zai)通(tong)電(dian)過(guo)程中(zhong)受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去(qu)石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂中(zhong)鎂離(li)子(zi)和氧(yang)(yang)(yang)離(li)子(zi)在強電弧(hu)產生的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用下，克服單晶(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)束(shu)縛，變成(cheng)能(neng)(neng)自(zi)由運動的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。也就是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂加熱(re)(re)(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這一過程(cheng)(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電能(neng)(neng)。據電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂生產者對用水鎂石(shi)作原(yuan)料生產電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂晶(jing)體生成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值15.3%，散砂(sha)生成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷(leng)(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)(re)值8.4%，冷(leng)(leng)卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)值28.8%。電能(neng)(neng)損失值3.2%，從這些(xie)統計數據可(ke)以看出，在電熔(rong)(rong)(rong)