電弧熔爐生產電熔氧化鎂的(de)工藝流程主(zhu)要(yao)包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破(po)碎(sui)(sui)、選別(bie)(bie)、粉碎(sui)(sui)、篩別(bie)(bie)、磁選、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)，氧化鎂(mei)含量高(gao)，又易于開采(cai)，因此，被(bei)廣泛用(yong)作電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)原料。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石(shi)作原料，碳(tan)酸鎂(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由于有大量氣體(ti)從爐內(nei)排(pai)出影響著電(dian)熔(rong)過(guo)程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響，由(you)于大量塵料(liao)飛損，使(shi)物料(liao)損耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增高，也惡(e)化了車間生(sheng)產環(huan)境。但由(you)于優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦石容(rong)易獲(huo)得，價格很低廉，所以，仍是我國電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)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(zhong)(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量(liang)高低和化(hua)(hua)學成分直接影響到電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)，同時(shi)在(zai)電(dian)熔過程中(zhong)(zhong)也直接影響到電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)(de)品級比例(li)，因此，為了保證(zheng)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)和品級比例(li)，必須(xu)對各(ge)種礦石進行(xing)適當(dang)的(de)(de)配比后進行(xing)熔煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)(de)遼寧省(sheng)水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)礦(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)高(gao)于(yu)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種制造電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)原料，部(bu)分地區(qu)水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)化學成分見表2。

表2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕(qing)燒氧化鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧化鎂(mei)作(zuo)為(wei)電熔氧化鎂(mei)原料，可以(yi)使(shi)生(sheng)產環(huan)境得到改(gai)善，可以(yi)降(jiang)低運輸費用。由于電熔時排出氣體少(shao)，成分(fen)也較均勻(yun)，對提高電熔氧化鎂(mei)質量有(you)利。

我國(guo)有一些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)以輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)制(zhi)成(cheng)球料入(ru)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧化(hua)鎂(mei)含量達到(dao)98%，以此料能(neng)生產(chan)出(chu)白色(se)大結晶(jing)電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)。但由(you)于成(cheng)球費(fei)用高(gao)，影響(xiang)生產(chan)成(cheng)本(ben)。目(mu)前，有的(de)(de)廠家(jia)采用反射爐(lu)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)，以一定的(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量比(bi)用菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本(ben)又比(bi)用球料作原料時便宜，因(yin)而得到(dao)了一定的(de)(de)推(tui)廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)。為了(le)某些電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)特殊要求，有時必(bi)須在電熔過程中采(cai)用(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂(sha)作為電熔原料(liao)，如采(cai)用(yong)海(hai)(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作為電熔原料(liao)，一般首(shou)先利(li)用(yong)處理(li)海(hai)(hai)水(shui)和(he)石灰乳作用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法也可以(yi)制(zhi)(zhi)得(de)輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)作為原料(liao)生(sheng)產電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(er)(Ruttere)等(deng)研究認為，極少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶體(ti)的(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影響晶粒(li)的(de)(de)(de)(de)長大。因為雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)在于增(zeng)加晶界(jie)運動所需的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶界(jie)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶體(ti)能(neng)量(liang)降低，其(qi)降低量(liang)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積成正比，所以(yi)必(bi)須提高晶界(jie)能(neng)，晶界(jie)才能(neng)離(li)開第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶界(jie)與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)(de)晶界(jie)必(bi)須變(bian)形，第二(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈(yu)(yu)多，晶粒(li)長大的(de)(de)(de)(de)極限尺(chi)寸愈(yu)(yu)小。

另(ling)一方面為了降低電熔(rong)凝氧化鎂的(de)顯氣孔率，也應盡(jin)量減少(shao)原料氧化鎂的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂砂電熔(rong)有(you)其顯著優(you)點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性是同原子和(he)(he)分子的(de)(de)量子力學本性如離(li)(li)子半徑的(de)(de)尺寸(cun)(cun)，離(li)(li)子的(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)數值，離(li)(li)子的(de)(de)電(dian)(dian)子外層結構(gou)等相(xiang)關聯。而(er)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子尺寸(cun)(cun)、質量和(he)(he)電(dian)(dian)荷(he)、陽離(li)(li)子和(he)(he)陰離(li)(li)子之間的(de)(de)結合(he)特性和(he)(he)強度、離(li)(li)子的(de)(de)極(ji)化(hua)(hua)作用、結晶構(gou)造等決定它是一高熔點(dian)化(hua)(hua)合(he)物。

氧(yang)化鎂的熔點和(he)結(jie)構參數：陽離(li)子(zi)半徑0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數6;有(you)效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)(de)最重要過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)由(you)各(ge)種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料，通過(guo)(guo)各(ge)種(zhong)形式(shi)的(de)(de)加熱方(fang)法(fa)產生高溫使(shi)鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)體。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必(bi)須消耗(hao)大(da)量的(de)(de)熱能(neng)，以克服(fu)離子間的(de)(de)引力。通過(guo)(guo)強(qiang)大(da)電(dian)弧產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)融法(fa)。這個(ge)融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱的(de)(de)傳導、脫(tuo)(tuo)水、脫(tuo)(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水過(guo)(guo)程(cheng)。用(yong)水鎂(mei)(mei)石作原料有一脫(tuo)水過(guo)(guo)程(cheng)。水鎂(mei)(mei)石的主要成分(fen)是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程(cheng)。用菱(ling)(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)作為原料時有(you)一個(ge)脫碳(tan)(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)(tan)過程(cheng)包括兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的(de)熱分(fen)解，菱(ling)(ling)(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的(de)主要成分(fen)是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在電(dian)熔(rong)過(guo)(guo)(guo)程中往(wang)(wang)往(wang)(wang)在原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)中加入(ru)石墨粉末(mo)添加物(助劑(ji))，在電(dian)熔(rong)爐起(qi)動過(guo)(guo)(guo)程中需在三(san)(san)電(dian)極(石墨電(dian)極)的下端用石墨粉末(mo)鋪(pu)成三(san)(san)角(jiao)形或(huo)星形導線路，在通電(dian)過(guo)(guo)(guo)程中受熱燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)除去(qu)石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)過程(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂中(zhong)(zhong)鎂離子和氧(yang)(yang)(yang)離子在(zai)強電(dian)弧產生的熱(re)能(neng)(neng)作用(yong)下(xia)，克服單晶體中(zhong)(zhong)的晶格能(neng)(neng)的束(shu)縛，變(bian)成能(neng)(neng)自由(you)運動的過程(cheng)。也(ye)就是(shi)說(shuo)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂加熱(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體變(bian)成液體，叫(jiao)熔(rong)化(hua)。在(zai)這一過程(cheng)中(zhong)(zhong)需消耗(hao)(hao)大量的電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂生產者對用(yong)水(shui)鎂石(shi)作原料生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂的熱(re)平衡(heng)的衡(heng)算，熱(re)消耗(hao)(hao)的比例如下(xia)：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂晶體生成熱(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面(mian)散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)