電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工(gong)藝流程主要包括：原料配料、電弧熔融、破碎、選別(bie)、粉(fen)碎、篩(shai)別(bie)、磁選、分(fen)類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)優質菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又易于開采，因此，被廣泛用(yong)作電熔氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)料。采用(yong)菱(ling)(ling)鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產(chan)生CO2氣體(ti)(ti)，由于有大量氣體(ti)(ti)從爐內排出影響著電熔過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化鎂(mei)的結晶帶的形成均有不利(li)影響，由(you)于大量塵料(liao)飛損，使(shi)物料(liao)損耗和能量消耗增高，也(ye)惡(e)化了(le)車間生產環境。但(dan)由(you)于優(you)質菱鎂(mei)礦石容易獲得(de)，價格很(hen)低廉，所以，仍是我(wo)國(guo)電熔氧化鎂(mei)用得(de)最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和(he)化(hua)學(xue)成分直(zhi)接影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)，同時在電熔(rong)過程中也(ye)直(zhi)接影(ying)響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)品(pin)級比(bi)例，因(yin)此，為了保證電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)品(pin)級比(bi)例，必須(xu)對(dui)各種礦石進行(xing)適(shi)當的(de)配比(bi)后進行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國(guo)的遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的礦源非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種(zhong)制造電(dian)熔凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部分地區水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的化學成分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂。以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂作為電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂原料，可以使生(sheng)產環(huan)境得到改善，可以降低運輸費用。由于電熔(rong)(rong)時(shi)排出(chu)氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提高(gao)電熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂質量(liang)有利(li)。

我國有一(yi)些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入(ru)爐(lu)電熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產出白色(se)大結(jie)晶電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用(yong)(yong)高，影響生(sheng)產成(cheng)本。目前(qian)，有的(de)廠家采用(yong)(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比用(yong)(yong)球料(liao)作原料(liao)時便(bian)宜，因而得到了一(yi)定(ding)的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時(shi)必(bi)須在(zai)電熔(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料，如采(cai)用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料，一般首先利用(yong)處(chu)理海(hai)水和石灰乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他(ta)方法也(ye)可以制(zhi)得(de)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料生(sheng)產電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)雜質氣(qi)體(相(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)體的(de)雜質，可明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)粒的(de)長大(da)。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動(dong)(dong)所需的(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體能量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截面積(ji)成正比，所以必(bi)須提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離開第(di)(di)二(er)相(xiang)繼續(xu)運(yun)動(dong)(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大(da)的(de)極限尺寸愈小。

另一方面為了降低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂的顯(xian)氣孔率，也應盡量(liang)減少原(yuan)料氧(yang)化鎂的氣體排出，因此，采用燒結鎂砂電熔(rong)有(you)其(qi)顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單晶(jing)的化學原料質(zhi)量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原(yuan)子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量(liang)子(zi)力學(xue)本性(xing)如離子(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離子(zi)的(de)電(dian)位數(shu)值，離子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外層(ceng)結(jie)構(gou)等(deng)相關(guan)聯(lian)。而(er)氧化(hua)(hua)鎂的(de)離子(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和(he)電(dian)荷、陽離子(zi)和(he)陰離子(zi)之間的(de)結(jie)合(he)特性(xing)和(he)強(qiang)度、離子(zi)的(de)極(ji)化(hua)(hua)作用(yong)、結(jie)晶構(gou)造(zao)等(deng)決定(ding)它是一高(gao)熔點化(hua)(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔點和結構參數(shu)：陽離子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有(you)效配位(wei)數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要過程是由各(ge)(ge)種鎂(mei)(mei)質原料(liao)(liao)，通(tong)過各(ge)(ge)種形(xing)式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產(chan)生高溫使(shi)鎂(mei)(mei)質材(cai)料(liao)(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大量的(de)(de)熱(re)能，以克服(fu)離子(zi)間(jian)的(de)(de)引力。通(tong)過強大電(dian)弧產(chan)生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過程一般包括熱(re)的(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過程。

①脫(tuo)水過程。用水鎂(mei)石(shi)作原料有一(yi)脫(tuo)水過程。水鎂(mei)石(shi)的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用菱鎂礦作為原料時有一個脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包括兩個方面。一方面是菱鎂礦石(shi)的(de)熱(re)分(fen)(fen)解，菱鎂礦石(shi)的(de)主要成分(fen)(fen)是碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在電熔過程中(zhong)(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加(jia)入石(shi)(shi)墨粉末添加(jia)物(助劑)，在電熔爐起(qi)動過程中(zhong)(zhong)需在三(san)電極(石(shi)(shi)墨電極)的下端用石(shi)(shi)墨粉末鋪成三(san)角(jiao)形或(huo)(huo)星形導線路，在通電過程中(zhong)(zhong)受熱燒損或(huo)(huo)完全燃燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)鎂中(zhong)鎂離子和氧(yang)(yang)離子在強(qiang)電(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)能作用下，克服(fu)單晶(jing)(jing)體(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)(jing)格能的(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能自(zi)由(you)運(yun)動的(de)過程(cheng)。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂加熱(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會由(you)固體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這一過程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)能。據(ju)(ju)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂生(sheng)產(chan)者(zhe)對用水鎂石(shi)作原料生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)熱(re)平(ping)衡的(de)衡算(suan)，熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂晶(jing)(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐(lu)殼的(de)水耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)(ju)可以看出(chu)，在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)