電弧熔爐生產(chan)電熔氧(yang)化(hua)鎂的工藝流(liu)程主要(yao)包(bao)括：原料配料、電弧熔融、破(po)碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我(wo)國有(you)豐(feng)富的(de)優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)高，又(you)易于開采，因此(ci)，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料，碳(tan)酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由于有(you)大(da)量(liang)氣體從爐內排(pai)出影響(xiang)著電熔過程的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的結晶帶的形成均有不利(li)影(ying)響，由于大量(liang)塵料飛損，使物料損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)了(le)車間(jian)生產環(huan)境。但由于優質菱鎂礦石容易獲得(de)，價格(ge)很低廉，所(suo)以，仍是(shi)我國(guo)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石中(zhong)(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)含量高低和化(hua)(hua)學(xue)成分(fen)直接(jie)影響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量，同(tong)時在電熔(rong)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)也直接(jie)影響到(dao)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)品級比(bi)例(li)，因此，為了保證電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量和品級比(bi)例(li)，必(bi)須對各種礦(kuang)(kuang)石進(jin)行適(shi)當(dang)的(de)配比(bi)后進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石。我國的遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石的礦源非常(chang)豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)石中氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的原料(liao)，部(bu)分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石的化(hua)(hua)(hua)學成(cheng)分見表(biao)2。

表2水鎂石的化(hua)學成分(fen)/%

③輕燒(shao)氧化鎂(mei)。以輕燒(shao)氧化鎂(mei)作為電(dian)熔氧化鎂(mei)原料，可以使生產環境得到改善，可以降(jiang)低運輸費(fei)用(yong)。由于電(dian)熔時(shi)排出氣體少，成(cheng)分也較(jiao)均(jun)勻，對提高電(dian)熔氧化鎂(mei)質量(liang)有利。

我國有一(yi)些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)制(zhi)成球料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)達到(dao)98%，以此料(liao)能生產出白色大結晶(jing)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球費用(yong)(yong)高，影響生產成本(ben)(ben)。目前，有的廠家采用(yong)(yong)反射爐(lu)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的質量(liang)比用(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成本(ben)(ben)又比用(yong)(yong)球料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜，因而(er)得到(dao)了一(yi)定(ding)的推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為了某些(xie)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊(shu)要(yao)求(qiu)，有時必(bi)須(xu)(xu)在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為電(dian)熔(rong)原料，如(ru)采用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為電(dian)熔(rong)原料，一般首先利(li)用(yong)處(chu)理海水(shui)和石灰乳作用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒成(cheng)輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方法也可以(yi)制得輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取(qu)方法)，采用(yong)輕燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作為原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為，極(ji)少量(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣(qi)體(ti)(相)也屬(shu)于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明(ming)顯影(ying)響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大。因為雜(za)質(zhi)相的(de)(de)作用(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所(suo)需的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第二(er)(er)相相遇(yu)時，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與(yu)(yu)第二(er)(er)相橫截面積(ji)成(cheng)正比，所(suo)以(yi)必(bi)須(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第二(er)(er)相繼續(xu)運動(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)(yu)第二(er)(er)相相遇(yu)時，與(yu)(yu)第二(er)(er)相橫截面積(ji)相等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須(xu)(xu)變形，第二(er)(er)相數量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)極(ji)限尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降低電(dian)熔凝氧化(hua)鎂的(de)顯(xian)氣(qi)孔率(lv)，也應盡(jin)量減少原料氧化(hua)鎂的(de)氣(qi)體排出(chu)，因(yin)此(ci)，采用燒(shao)結鎂砂電(dian)熔有(you)其顯(xian)著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是(shi)同(tong)原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力學(xue)本性(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電子(zi)(zi)外(wai)層結(jie)(jie)構等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸、質(zhi)量和(he)電荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)(jie)合(he)特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)(jie)晶構造等決定(ding)它是(shi)一高熔點(dian)化(hua)合(he)物。

氧化鎂的(de)熔點和結構參(can)數：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制造(zao)的(de)最重(zhong)要過(guo)(guo)程是(shi)由各種鎂質原料(liao)，通過(guo)(guo)各種形式的(de)加(jia)熱方(fang)法產生高(gao)溫使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要使氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融(rong)，必須消(xiao)耗大(da)量(liang)的(de)熱能，以克服(fu)離子間的(de)引力。通過(guo)(guo)強大(da)電弧產生高(gao)溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)融(rong)法。這個(ge)融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程一般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系列物(wu)理化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂石作原料(liao)有一(yi)脫水(shui)過程。水(shui)鎂石的主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂礦作為原料時有一(yi)個(ge)脫碳(tan)(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)(tan)過程(cheng)包括兩個(ge)方面。一(yi)方面是菱(ling)鎂礦石的(de)(de)熱分(fen)解，菱(ling)鎂礦石的(de)(de)主(zhu)要成分(fen)是碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于(yu)在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程中往往在(zai)原料(liao)氧化鎂中加入石墨粉末添加物(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)爐(lu)起動過程中需在(zai)三(san)電(dian)(dian)極(石墨電(dian)(dian)極)的下端(duan)用(yong)石墨粉末鋪成三(san)角形或星形導線路，在(zai)通電(dian)(dian)過程中受(shou)熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)過程(cheng)即(ji)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離(li)(li)子(zi)(zi)和氧離(li)(li)子(zi)(zi)在(zai)強電(dian)弧產生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)能(neng)(neng)作用下(xia)，克(ke)服單晶體(ti)(ti)(ti)中(zhong)的(de)晶格(ge)能(neng)(neng)的(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自由運(yun)動的(de)過程(cheng)。也就是說，氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)到一定(ding)溫度(du)(熔(rong)(rong)點(dian))就會由固體(ti)(ti)(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)(ti)(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這一過程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產者對用水鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生(sheng)(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)熱(re)平(ping)衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)消耗(hao)的(de)比例(li)如下(xia)：氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)消耗(hao)值34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)值15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)耗(hao)值3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)值8.4%，冷卻爐殼的(de)水耗(hao)熱(re)值7.9%，爐子(zi)(zi)表面散熱(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)值28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損(sun)失值3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)