電弧熔爐生產電熔氧化鎂(mei)的(de)工(gong)藝(yi)流程主要包(bao)括：原(yuan)料配料、電弧熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉(fen)碎(sui)、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐富的優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高，又(you)易(yi)于(yu)開采(cai)，因此(ci)，被廣泛(fan)用作電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料(liao)。采(cai)用菱(ling)鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體(ti)，由(you)于(yu)有(you)大量氣體(ti)從(cong)爐內排出影響(xiang)著電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的結晶(jing)帶的形(xing)成(cheng)均有(you)不利影響，由于(yu)大量塵(chen)料飛損(sun)，使物(wu)料損(sun)耗(hao)和(he)能量消耗(hao)增高，也惡(e)化(hua)了車(che)間生產環境。但(dan)由于(yu)優質菱鎂(mei)礦石容(rong)易獲得(de)，價(jia)格很低廉(lian)，所以，仍是我國(guo)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)用得(de)最多最廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂的含量(liang)高低和化(hua)學成分(fen)直接(jie)影響(xiang)到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的質量(liang)，同時在(zai)電熔(rong)(rong)過程中(zhong)也直接(jie)影響(xiang)到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂得到的品(pin)級比例(li)，因此，為了保證電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的質量(liang)和品(pin)級比例(li)，必(bi)須對各(ge)種礦石(shi)進行(xing)適(shi)當的配比后進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石。我(wo)國的(de)遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)石的(de)礦(kuang)源(yuan)非常豐富，水(shui)鎂(mei)石中氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)高(gao)于菱鎂(mei)礦(kuang)石。它也是一種(zhong)制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料，部分地區(qu)水(shui)鎂(mei)石的(de)化(hua)學成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的(de)化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化鎂。以輕(qing)燒(shao)氧化鎂作為電熔氧化鎂原料(liao)，可(ke)以使生產環境(jing)得(de)到改善，可(ke)以降低運(yun)輸(shu)費用。由(you)于電熔時排出氣體(ti)少，成分也較均勻，對提(ti)高電熔氧化鎂質量(liang)有利。

我國有一些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達(da)到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能生產出白色大結晶電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費用(yong)高(gao)，影響(xiang)生產成本。目前(qian)，有的(de)廠家采用(yong)反射(she)爐(lu)(lu)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)粒度加(jia)入熔爐(lu)(lu)電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)好(hao)，成本又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因(yin)而(er)得到(dao)了一定的(de)推廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求(qiu)，有時(shi)(shi)必須(xu)在(zai)電(dian)熔過程中(zhong)采用燒(shao)(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)(liao)(liao)，如采用海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)(liao)(liao)，一般(ban)首先(xian)利用處理海(hai)水(shui)和石灰乳作用生(sheng)產(chan)氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用其他方法也可以制得輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方法)，采用輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)(wei)原料(liao)(liao)(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉(la)特爾(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣(qi)體(ti)(相(xiang))也屬于晶(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可明(ming)顯(xian)影響晶(jing)粒的(de)(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)(de)作用在(zai)于增加晶(jing)界(jie)運(yun)動(dong)所需的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)，晶(jing)體(ti)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)(liang)與第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截面積(ji)成正比(bi)，所以必須(xu)提(ti)高(gao)晶(jing)界(jie)能(neng)(neng)(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)(neng)(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)繼續(xu)運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截面積(ji)相(xiang)等的(de)(de)晶(jing)界(jie)必須(xu)變形(xing)，第(di)二(er)相(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)(yu)多(duo)，晶(jing)粒長(chang)大的(de)(de)極限尺寸愈(yu)(yu)小。

另一方面(mian)為了降低電(dian)熔凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)顯(xian)氣孔率，也應盡量減(jian)少原料氧化鎂(mei)的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂(sha)電(dian)熔有其顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本(ben)性如(ru)離子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺(chi)寸，離子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位(wei)數值，離子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等相關聯。而氧化(hua)(hua)鎂的(de)離子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量(liang)和(he)(he)電荷、陽離子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)結合特性和(he)(he)強度、離子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)(hua)作(zuo)用、結晶構(gou)造等決定它是一高(gao)熔點化(hua)(hua)合物。

氧化鎂的(de)熔(rong)點和結構(gou)(gou)參數：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構(gou)(gou)類型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)(de)最(zui)重(zhong)要過(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)(mei)質原料，通過(guo)各種形式(shi)的(de)(de)加熱(re)方法產生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)融，必(bi)須消耗大量的(de)(de)熱(re)能(neng)，以克服離子間的(de)(de)引力(li)。通過(guo)強大電弧產生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)方法叫做(zuo)電弧熔(rong)融法。這個融化(hua)(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱(re)的(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長(chang)大等一系列(lie)物理化(hua)(hua)(hua)學(xue)變(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石的主要成分是氫(qing)氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為(wei)原料(liao)時有一個(ge)脫碳過程，脫碳過程包(bao)括兩個(ge)方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的熱分解(jie)，菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)的主要成分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在電熔(rong)過程中(zhong)(zhong)往往在原料氧(yang)化鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末(mo)添加物(助劑)，在電熔(rong)爐(lu)起動過程中(zhong)(zhong)需在三(san)電極(石(shi)(shi)墨(mo)(mo)電極)的(de)下端用石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)末(mo)鋪成三(san)角形或(huo)星形導線路，在通電過程中(zhong)(zhong)受(shou)熱(re)燒損或(huo)完全燃(ran)燒除去石(shi)(shi)墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)離子和氧(yang)離子在強電弧產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱能(neng)(neng)(neng)作用(yong)下，克服單晶體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)束(shu)縛，變成(cheng)能(neng)(neng)(neng)自由運(yun)動的(de)(de)(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說(shuo)，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱到一定溫度(熔(rong)點(dian))就(jiu)會由固體(ti)變成(cheng)液(ye)體(ti)，叫(jiao)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過程(cheng)中(zhong)(zhong)需消耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電能(neng)(neng)(neng)。據電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產者對用(yong)水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)(sheng)(sheng)產電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱消耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱消耗(hao)(hao)值34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱值15.3%，散砂生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)熱耗(hao)(hao)值3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)熱值8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱值7.9%，爐子表面散熱值6.4%，煙氣帶(dai)走熱值28.8%。電能(neng)(neng)(neng)損失值3.2%，從(cong)這些統計數據可以看出，在電熔(rong)