電弧熔爐生(sheng)產電熔氧(yang)化鎂的工藝(yi)流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破碎、選(xuan)(xuan)別、粉碎、篩別、磁(ci)選(xuan)(xuan)、分類(lei)包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)高，又(you)易于開采(cai)，因此，被廣泛用作電(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)的原料。采(cai)用菱鎂(mei)(mei)石作原料，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣(qi)體，由于有大(da)量(liang)氣(qi)體從爐內排出影響著電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化鎂的結晶帶(dai)的形成均有(you)不利影響，由于大量(liang)塵料(liao)飛損，使物(wu)料(liao)損耗(hao)和能量(liang)消(xiao)耗(hao)增高(gao)，也惡(e)化了車間生(sheng)產(chan)環境(jing)。但(dan)由于優質(zhi)菱(ling)鎂礦石容易獲得，價(jia)格很低(di)廉(lian)，所以，仍是我國電(dian)熔(rong)氧化鎂用得最多最廣泛(fan)的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中(zhong)氧化鎂的(de)含(han)量高(gao)低和化學成分直接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)質(zhi)量，同時在電(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)也直接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂得到(dao)的(de)品級(ji)比例，因此，為了(le)保證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)質(zhi)量和品級(ji)比例，必須對(dui)各種礦(kuang)石進(jin)行(xing)適(shi)當的(de)配比后進(jin)行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)礦源(yuan)非常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)。它(ta)也是一種(zhong)制造(zao)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)料，部分(fen)(fen)地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)化學成分(fen)(fen)見表2。

表2水(shui)鎂石(shi)的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化鎂(mei)作為電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)原料，可以(yi)使(shi)生(sheng)產環境得到改(gai)善，可以(yi)降低(di)運(yun)輸費用。由(you)于電(dian)(dian)熔時排出氣(qi)體(ti)少(shao)，成分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)質量有利(li)。

我國有(you)一些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以(yi)(yi)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量(liang)達(da)到98%，以(yi)(yi)此料能生(sheng)產出(chu)白色大(da)結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但由于(yu)成(cheng)球費用(yong)高，影響生(sheng)產成(cheng)本。目前，有(you)的(de)廠(chang)家采用(yong)反射爐(lu)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以(yi)(yi)一定(ding)的(de)粒度加入(ru)熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本又比用(yong)球料作原料時便宜，因而得到了一定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時必(bi)須在電熔過程中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電熔原(yuan)(yuan)料，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電熔原(yuan)(yuan)料，一般首(shou)先利用(yong)(yong)處理海(hai)水(shui)和(he)石灰(hui)乳作用(yong)(yong)生產氫氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法也可(ke)以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見工業氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)取(qu)方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作為(wei)原(yuan)(yuan)料生產電熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)，極(ji)少量的(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang))也屬于晶(jing)體(ti)的(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯影響(xiang)晶(jing)粒的(de)長(chang)大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)作用(yong)(yong)在于增加晶(jing)界(jie)運動所(suo)需的(de)能量。當(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)體(ti)能量降低，其(qi)降低量與(yu)第(di)二(er)相(xiang)橫截(jie)面積成(cheng)正(zheng)比，所(suo)以必(bi)須提(ti)高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才能離開(kai)第(di)二(er)相(xiang)繼續(xu)運動。并(bing)且(qie)當(dang)晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)數量愈多，晶(jing)粒長(chang)大的(de)極(ji)限(xian)尺寸愈小(xiao)。

另一方面為了降低電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)顯(xian)氣孔(kong)率，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)(mei)的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)(mei)砂電(dian)熔(rong)有其(qi)顯(xian)著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)是同(tong)原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的量子(zi)(zi)力學本性(xing)(xing)如(ru)離(li)子(zi)(zi)半徑的尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)的電位數值，離(li)子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)相關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的離(li)子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和電荷、陽離(li)子(zi)(zi)和陰離(li)子(zi)(zi)之間(jian)的結(jie)合特性(xing)(xing)和強度、離(li)子(zi)(zi)的極化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構造等(deng)決定它是一高熔點(dian)化(hua)合物。

氧化鎂的(de)熔點(dian)和(he)結(jie)構參數(shu)：陽(yang)離(li)(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)(li)子半徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化鎂制造(zao)的(de)最重要過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)由各種(zhong)(zhong)鎂質原(yuan)料，通過(guo)(guo)各種(zhong)(zhong)形(xing)式的(de)加(jia)熱(re)方(fang)法(fa)產(chan)生高溫使鎂質材料(MgO)熔(rong)化，變成氧化鎂熔(rong)體。要使氧化鎂熔(rong)融(rong)，必(bi)須消(xiao)耗大量的(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)引力。通過(guo)(guo)強大電(dian)弧產(chan)生高溫而熔(rong)化氧化鎂的(de)方(fang)法(fa)叫(jiao)做電(dian)弧熔(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化過(guo)(guo)程(cheng)一般包(bao)括熱(re)的(de)傳導、脫水、脫碳(tan)、熔(rong)化、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系列物理化學變化的(de)過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)。用(yong)水(shui)鎂(mei)石(shi)作原料有一(yi)脫水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石(shi)的主(zhu)要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)(tuo)碳過程(cheng)。用(yong)菱(ling)鎂礦作為原料時(shi)有一(yi)個(ge)脫(tuo)(tuo)(tuo)碳過程(cheng)，脫(tuo)(tuo)(tuo)碳過程(cheng)包括兩個(ge)方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱(ling)鎂礦石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂礦石(shi)的主(zhu)要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)電熔過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)墨粉(fen)末(mo)(mo)添加物(助劑)，在(zai)電熔爐(lu)起動過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需在(zai)三電極(ji)(石(shi)墨電極(ji))的下端用石(shi)墨粉(fen)末(mo)(mo)鋪成三角形或星(xing)形導線路，在(zai)通電過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)受熱燒損或完(wan)全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化過(guo)(guo)程。熔化過(guo)(guo)程即氧(yang)(yang)化鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)熱(re)能(neng)作用下，克(ke)服單(dan)晶體中的(de)晶格能(neng)的(de)束縛(fu)，變成能(neng)自由運動(dong)的(de)過(guo)(guo)程。也(ye)就是說(shuo)，氧(yang)(yang)化鎂(mei)加(jia)熱(re)到(dao)一定溫度(du)(熔點)就會由固體變成液體，叫熔化。在這(zhe)一過(guo)(guo)程中需(xu)消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)者對用水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)熱(re)平衡的(de)衡算，熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)比例如下：氧(yang)(yang)化鎂(mei)晶體生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散(san)(san)砂生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)(shui)(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散(san)(san)熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計(ji)數(shu)據(ju)可以看(kan)出，在電(dian)(dian)熔