電弧熔爐生產(chan)電熔氧(yang)化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優(you)質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高，又易于開(kai)采，因此(ci)，被廣泛用(yong)作電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原料。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由(you)于有(you)大量氣體(ti)從爐內排出(chu)影響著電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響，由于(yu)大量塵料(liao)飛(fei)損，使物料(liao)損耗和能量消耗增(zeng)高，也(ye)惡化(hua)了車間生產(chan)環境。但由于(yu)優(you)質菱鎂(mei)礦石(shi)容易(yi)獲(huo)得(de)，價格很低廉，所以，仍(reng)是我國電(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)用得(de)最多最廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量高(gao)低和(he)化(hua)學成分(fen)直(zhi)接(jie)影響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量，同(tong)時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中也直(zhi)接(jie)影響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)(de)品級比(bi)例，因此，為了(le)保證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量和(he)品級比(bi)例，必須(xu)對(dui)各(ge)種礦石進行適(shi)當的(de)(de)配比(bi)后進行熔(rong)(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的礦(kuang)(kuang)源非(fei)常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中(zhong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石(shi)。它也是一(yi)種(zhong)制造(zao)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的原料，部分(fen)(fen)地(di)區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的化學成(cheng)分(fen)(fen)見表(biao)2。

表2水鎂石的化(hua)學(xue)成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)。以(yi)(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)作為電(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)原料，可以(yi)(yi)使(shi)生產(chan)環(huan)境得到改善，可以(yi)(yi)降低運輸費用(yong)。由于電(dian)熔時排(pai)出氣體少，成分也較均(jun)勻，對提(ti)高電(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)質量有利。

我國有一(yi)些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)以輕燒氧化鎂(mei)制(zhi)成(cheng)(cheng)球(qiu)料(liao)(liao)入爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒氧化鎂(mei)的(de)氧化鎂(mei)含量達到98%，以此料(liao)(liao)能生產(chan)出白色(se)大(da)結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)。但由于(yu)成(cheng)(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)高，影響生產(chan)成(cheng)(cheng)本。目前(qian)，有的(de)廠家采用(yong)(yong)反射(she)爐(lu)輕燒氧化鎂(mei)，以一(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)本又(you)比用(yong)(yong)球(qiu)料(liao)(liao)作(zuo)原料(liao)(liao)時便(bian)宜，因而(er)得到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了(le)某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要(yao)求，有時必(bi)須(xu)在電(dian)熔(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采用(yong)(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首(shou)先利用(yong)(yong)處理海水(shui)和(he)石(shi)灰(hui)乳作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)(sheng)產(chan)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法也可以制得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取方法)，采用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為(wei)，極(ji)少量的(de)雜(za)質(zhi)(zhi)氣體(ti)(相)也屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)雜(za)質(zhi)(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)(zhi)相的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)運動所(suo)需的(de)能量。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)(er)相相遇時，晶(jing)(jing)體(ti)能量降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量與第(di)二(er)(er)相橫截面(mian)積成(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才(cai)能離(li)開第(di)二(er)(er)相繼續(xu)運動。并且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)(er)相相遇時，與第(di)二(er)(er)相橫截面(mian)積相等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)二(er)(er)相數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒(li)長大的(de)極(ji)限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降低電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的顯氣孔率，也應(ying)盡量減少原料(liao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氣體排出(chu)，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶(jing)的化學原料(liao)質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結(jie)構(gou)等相(xiang)關聯。而氧(yang)化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)(cun)、質量(liang)和(he)(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結(jie)合特性(xing)和(he)(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化作用、結(jie)晶構(gou)造等決定它(ta)是(shi)一(yi)高(gao)熔點化合物。

氧(yang)化鎂的熔(rong)點(dian)和結(jie)構參數(shu)：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰(yin)離子半(ban)徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要(yao)過程是由各(ge)(ge)種(zhong)鎂(mei)質原料(liao)，通(tong)(tong)過各(ge)(ge)種(zhong)形式的(de)加熱(re)方法(fa)(fa)(fa)產(chan)生(sheng)高溫(wen)使(shi)鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要(yao)使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融(rong)(rong)，必(bi)須消(xiao)耗大量的(de)熱(re)能，以克服離子(zi)間(jian)的(de)引(yin)力。通(tong)(tong)過強(qiang)大電弧產(chan)生(sheng)高溫(wen)而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)(fa)(fa)叫(jiao)做電弧熔(rong)融(rong)(rong)法(fa)(fa)(fa)。這個融(rong)(rong)化(hua)(hua)過程一(yi)般包括熱(re)的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大等一(yi)系(xi)列(lie)物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過程。

①脫水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂(mei)石作原料有一脫水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)(shui)鎂(mei)石的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)作(zuo)為原料時有一(yi)個(ge)脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包括兩個(ge)方面。一(yi)方面是(shi)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石的熱分解，菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石的主(zhu)要(yao)成(cheng)分是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電熔過程中往往在原料氧化鎂中加入石(shi)墨(mo)粉末添加物(助劑)，在電熔爐起動過程中需在三電極(石(shi)墨(mo)電極)的下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成(cheng)三角(jiao)形或星形導(dao)線路，在通電過程中受熱(re)燒損或完全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧化(hua)鎂中(zhong)鎂離子(zi)和(he)氧離子(zi)在強(qiang)電弧產(chan)生(sheng)的熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單(dan)晶(jing)體中(zhong)的晶(jing)格能(neng)的束(shu)縛，變成(cheng)能(neng)自由(you)運動的過(guo)(guo)程(cheng)。也就是說(shuo)，氧化(hua)鎂加熱(re)(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)(rong)點)就會由(you)固體變成(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在這(zhe)一過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)(hao)大量的電能(neng)。據(ju)(ju)電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂生(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂石(shi)作(zuo)原料(liao)生(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂的熱(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)的比例如下：氧化(hua)鎂晶(jing)體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)(ju)可以(yi)看出，在電熔(rong)(rong)