電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流程主要包括(kuo)：原料配(pei)料、電弧熔融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我(wo)國有豐富的優(you)質菱鎂(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又易于開采(cai)，因(yin)此，被(bei)廣泛用作電熔氧化(hua)鎂(mei)的原料。采(cai)用菱鎂(mei)石作原料，碳酸(suan)鎂(mei)分(fen)解產生CO2氣(qi)體，由于有大(da)量氣(qi)體從爐內(nei)排出影響著電熔過(guo)程的進(jin)行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧化鎂(mei)的結(jie)晶(jing)帶的形成均(jun)有不(bu)利影(ying)響，由于大量(liang)塵(chen)料(liao)飛(fei)損，使物料(liao)損耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增(zeng)高，也惡化了(le)車間生產環境。但由于優質菱鎂(mei)礦(kuang)石容易獲(huo)得(de)，價格很低廉，所以，仍是(shi)我國電熔(rong)氧化鎂(mei)用得(de)最多最廣泛(fan)的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦(kuang)。菱(ling)鎂礦(kuang)石中氧(yang)化鎂的含量(liang)高低和化學成分直接影響到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂的質量(liang)，同時(shi)在電熔(rong)(rong)過程(cheng)中也(ye)直接影響到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂得到的品(pin)級比例(li)，因此，為(wei)了保證電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂的質量(liang)和品(pin)級比例(li)，必須對各(ge)種礦(kuang)石進行適當的配比后進行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石。我國的遼寧省(sheng)水鎂(mei)(mei)(mei)石的礦(kuang)(kuang)源(yuan)非常豐富(fu)，水鎂(mei)(mei)(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石。它也是一種制(zhi)造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的原料，部分(fen)地區水鎂(mei)(mei)(mei)石的化學成分(fen)見(jian)表(biao)2。

表2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以(yi)使生產環(huan)境得到改(gai)善，可以(yi)降低運輸費用。由于電熔時排(pai)出氣(qi)體少，成分也較均勻，對提高電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)質量有利(li)。

我國有一(yi)(yi)些電(dian)(dian)(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料(liao)(liao)入爐(lu)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量達(da)到98%，以(yi)(yi)此料(liao)(liao)能(neng)生(sheng)產出白色大(da)結晶電(dian)(dian)(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但由(you)于成球(qiu)費用(yong)(yong)(yong)(yong)高，影(ying)響生(sheng)產成本。目前(qian)，有的(de)(de)廠家采用(yong)(yong)(yong)(yong)反(fan)射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)(yi)一(yi)(yi)定的(de)(de)粒(li)度加入熔爐(lu)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量比用(yong)(yong)(yong)(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石好(hao)，成本又比用(yong)(yong)(yong)(yong)球(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時(shi)便宜，因而得到了一(yi)(yi)定的(de)(de)推廣(guang)。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為了某(mou)些電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)特殊要(yao)求，有時必(bi)須(xu)在(zai)電熔(rong)(rong)過程中采用燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為電熔(rong)(rong)原料，如采用海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)為電熔(rong)(rong)原料，一般首先利(li)用處理海水和石(shi)灰乳(ru)作(zuo)用生產氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成(cheng)(cheng)輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他方法也(ye)可以制(zhi)得輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)取(qu)方法)，采用輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為原料生產電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等(deng)研究認為，極(ji)少量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)雜質(zhi)氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)雜質(zhi)，可明顯(xian)影(ying)響晶(jing)粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)長大。因為雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用在(zai)于增加晶(jing)界運(yun)動所(suo)(suo)需的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當(dang)(dang)晶(jing)界與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積(ji)成(cheng)(cheng)正比(bi)，所(suo)(suo)以必(bi)須(xu)提高晶(jing)界能(neng)，晶(jing)界才能(neng)離開(kai)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)(dang)晶(jing)界與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)界必(bi)須(xu)變形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)粒(li)長大的(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)限尺(chi)寸愈小。

另一方(fang)面(mian)為了降(jiang)低電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的(de)顯氣(qi)(qi)孔率，也應盡量減(jian)少原料氧化鎂(mei)的(de)氣(qi)(qi)體(ti)排出(chu)，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)鎂(mei)單(dan)晶(jing)的化(hua)學原料(liao)質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原(yuan)子(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等相(xiang)關聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量(liang)和(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)結合特(te)性(xing)和(he)強(qiang)度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化作用、結晶(jing)構(gou)造等決定它是一高熔點化合物。

氧化鎂的熔(rong)(rong)點(dian)和(he)結構參數：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數6;有(you)效配位(wei)數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔(rong)(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂制造的(de)最重要過程(cheng)是由各種(zhong)鎂質原料(liao)，通(tong)過各種(zhong)形式的(de)加熱(re)方法產生(sheng)高溫使(shi)鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)(rong)融，必須消耗大(da)(da)量的(de)熱(re)能(neng)，以克服離子間(jian)的(de)引力。通(tong)過強大(da)(da)電(dian)弧(hu)產生(sheng)高溫而熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的(de)方法叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)(rong)融法。這個融化(hua)過程(cheng)一(yi)般(ban)包(bao)括(kuo)熱(re)的(de)傳導(dao)、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大(da)(da)等一(yi)系(xi)列(lie)物理化(hua)學變化(hua)的(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂(mei)石作原料有(you)一脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)鎂(mei)石的主要成(cheng)分是氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為(wei)原料時有一(yi)個脫(tuo)碳(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)過程包括兩個方面。一(yi)方面是菱鎂(mei)礦(kuang)石的熱分解(jie)，菱鎂(mei)礦(kuang)石的主要(yao)成(cheng)分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在電(dian)熔(rong)過(guo)程中往往在原料氧化鎂(mei)中加(jia)入石墨粉末添加(jia)物(助劑)，在電(dian)熔(rong)爐起動過(guo)程中需在三電(dian)極(ji)(石墨電(dian)極(ji))的下端(duan)用石墨粉末鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線路，在通電(dian)過(guo)程中受熱燒損或完(wan)全(quan)燃燒除(chu)去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)過程(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)鎂中鎂離(li)子和氧(yang)離(li)子在強(qiang)電(dian)(dian)(dian)弧產生的(de)(de)(de)熱(re)能(neng)作(zuo)用下(xia)，克服(fu)單晶體中的(de)(de)(de)晶格能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)自由運動的(de)(de)(de)過程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)鎂加(jia)熱(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)點)就會由固體變(bian)成(cheng)液(ye)體，叫熔(rong)化(hua)。在這一過程(cheng)中需消耗(hao)(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂生產者對(dui)用水(shui)(shui)鎂石作(zuo)原料生產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)比(bi)例(li)如下(xia)：氧(yang)化(hua)鎂晶體生成(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼(ke)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據可以看出，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)