電弧熔爐生產電熔氧化(hua)鎂的工藝(yi)流程主要(yao)包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁(ci)選、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又易于開采，因此，被廣泛用作電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)料(liao)。采用菱鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳(tan)酸鎂(mei)分解(jie)產生(sheng)CO2氣體(ti)，由于有大量氣體(ti)從爐內(nei)排出影響著電(dian)熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)結晶帶的(de)(de)形成均有不利影響，由于大量(liang)塵料飛損(sun)，使(shi)物料損(sun)耗和能量(liang)消耗增高，也惡化了車間生產環境。但(dan)由于優(you)質菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲得(de)(de)，價格很低廉(lian)，所(suo)以(yi)，仍(reng)是我國電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)用得(de)(de)最多最廣泛的(de)(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低(di)和化(hua)(hua)學成(cheng)分直(zhi)(zhi)接(jie)影響到(dao)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在電(dian)(dian)熔過程中也直(zhi)(zhi)接(jie)影響到(dao)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得(de)到(dao)的(de)品(pin)級比例，因(yin)此(ci)，為了(le)保(bao)證電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品(pin)級比例，必須對(dui)各(ge)種礦石(shi)進(jin)行適當(dang)的(de)配比后進(jin)行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石。我國的(de)(de)遼寧(ning)省水鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)(de)礦源(yuan)非常豐(feng)富，水鎂(mei)(mei)(mei)石中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石。它也是(shi)一種制造電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)原(yuan)料，部分地區水鎂(mei)(mei)(mei)石的(de)(de)化(hua)學成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以輕燒氧(yang)化鎂(mei)作(zuo)為電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)原料，可以使(shi)生(sheng)產環境得(de)到改善，可以降低運輸費用(yong)。由于電(dian)熔(rong)時(shi)排(pai)出氣體少，成分(fen)也較均勻，對(dui)提高電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)質量有利。

我國有(you)一些電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)以輕燒(shao)氧化鎂(mei)制成球料(liao)入(ru)爐電熔(rong)。輕燒(shao)氧化鎂(mei)的(de)(de)氧化鎂(mei)含量達到98%，以此料(liao)能生產出白色(se)大結晶電熔(rong)氧化鎂(mei)。但(dan)由于成球費(fei)用(yong)高(gao)，影(ying)響生產成本。目前，有(you)的(de)(de)廠家采用(yong)反射(she)爐輕燒(shao)氧化鎂(mei)，以一定(ding)的(de)(de)粒度加(jia)入(ru)熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石(shi)好(hao)，成本又比用(yong)球料(liao)作(zuo)原(yuan)料(liao)時便宜，因而(er)得到了一定(ding)的(de)(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了(le)某些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有時必須在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一般(ban)首先利用(yong)(yong)處(chu)理(li)海水和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法(fa)也可(ke)以制得輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(er)(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)(zhi)氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的(de)(de)雜質(zhi)(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)粒(li)的(de)(de)長大(da)。因為(wei)(wei)雜質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)(zai)于增加晶(jing)界運(yun)動所(suo)需的(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)界與第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積成正(zheng)比，所(suo)以必須提(ti)高晶(jing)界能，晶(jing)界才能離開第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并(bing)且當(dang)晶(jing)界與第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界必須變形，第(di)(di)(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)粒(li)長大(da)的(de)(de)極限尺寸(cun)愈(yu)小。

另一方(fang)面為了降低電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)顯氣孔率，也應盡量減少原(yuan)料氧化(hua)鎂的(de)氣體排(pai)出(chu)，因此，采用燒結鎂砂電熔(rong)(rong)有其顯著優點(dian)。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶的化學原(yuan)料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特性是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)力(li)學本性如(ru)離(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)離(li)子(zi)(zi)尺寸(cun)、質量和電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特性和強度、離(li)子(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等決定它是(shi)一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)(dian)和結(jie)構(gou)參(can)數：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類(lei)型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)(dian)2800℃。

電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最重要過(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)(mei)質原料(liao)，通過(guo)各(ge)種形式(shi)的(de)加(jia)熱(re)方法產(chan)(chan)生(sheng)高(gao)溫使(shi)鎂(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔體。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔融(rong)，必須消耗大量(liang)的(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)引(yin)力。通過(guo)強(qiang)大電弧產(chan)(chan)生(sheng)高(gao)溫而熔化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方法叫(jiao)做電弧熔融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱(re)的(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳(tan)、熔化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列(lie)物(wu)理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

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

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)作為(wei)原料時有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石的(de)熱分解，菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石的(de)主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在(zai)電(dian)熔過程中(zhong)(zhong)往往在(zai)原(yuan)料氧化鎂中(zhong)(zhong)加(jia)入石墨(mo)粉末添(tian)加(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔爐起(qi)動過程中(zhong)(zhong)需在(zai)三(san)(san)電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下端(duan)用石墨(mo)粉末鋪(pu)成(cheng)三(san)(san)角形或星形導(dao)線(xian)路，在(zai)通(tong)電(dian)過程中(zhong)(zhong)受(shou)熱燒損(sun)或完全燃燒除(chu)去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過(guo)程。熔(rong)(rong)化過(guo)程即氧(yang)(yang)化鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在(zai)強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能作用(yong)下(xia)，克(ke)服單晶體中(zhong)的(de)晶格(ge)能的(de)束(shu)縛，變成(cheng)能自由運動的(de)過(guo)程。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到(dao)一定溫度(du)(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由固體變成(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)(rong)化。在(zai)這一過(guo)程中(zhong)需消耗大量的(de)電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)生(sheng)產者對用(yong)水鎂(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)消耗的(de)比例如(ru)下(xia)：氧(yang)(yang)化鎂(mei)晶體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消耗值(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)(lu)殼的(de)水耗熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子表(biao)面(mian)散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數據可以看出(chu)，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)