電弧(hu)熔爐生產電熔氧化鎂的(de)工藝流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔融、破碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐(feng)富的(de)優質(zhi)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含(han)量(liang)高，又易于開采(cai)(cai)，因(yin)此，被廣泛用作電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原料(liao)(liao)。采(cai)(cai)用菱鎂(mei)(mei)(mei)石作原料(liao)(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)分解(jie)產(chan)生CO2氣體，由(you)于有(you)大量(liang)氣體從爐內(nei)排出影響(xiang)著(zhu)電(dian)熔(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂的(de)結晶(jing)帶的(de)形成均有不利影響，由(you)于(yu)大量(liang)塵料(liao)飛損(sun)，使物(wu)料(liao)損(sun)耗和能量(liang)消耗增高，也(ye)惡化了車間生產環(huan)境。但由(you)于(yu)優質菱鎂礦石容易獲(huo)得(de)，價(jia)格很低廉，所以(yi)，仍是我國(guo)電熔氧(yang)化鎂用(yong)得(de)最多最廣泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)含(han)量(liang)高(gao)低和化(hua)(hua)學成分(fen)直接影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質(zhi)量(liang)，同時(shi)在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中也(ye)直接影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂得到(dao)的(de)品級比(bi)例，因此，為了保證(zheng)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質(zhi)量(liang)和品級比(bi)例，必須對各種礦(kuang)石進(jin)行適當(dang)的(de)配比(bi)后(hou)進(jin)行熔(rong)(rong)(rong)煉(lian)。

②水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的遼寧省水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的礦源非常豐富，水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)礦石(shi)。它(ta)也(ye)是一(yi)種制造電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的原料(liao)，部(bu)分(fen)地區水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的化(hua)學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可(ke)以(yi)使(shi)生產環境得到改(gai)善，可(ke)以(yi)降低運輸費用。由于(yu)電熔(rong)時排出(chu)氣體少，成分(fen)也較(jiao)均勻(yun)，對提高電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我國有一些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成球(qiu)(qiu)料(liao)(liao)入爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此(ci)料(liao)(liao)能生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由(you)于(yu)成球(qiu)(qiu)費用高，影響(xiang)生產成本(ben)。目前，有的廠家采用反射爐(lu)(lu)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一定的粒(li)度加入熔(rong)(rong)爐(lu)(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)好，成本(ben)又比用球(qiu)(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因(yin)而得到了一定的推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些(xie)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊(shu)要求，有時(shi)必(bi)須在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程(cheng)中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如(ru)采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一般首(shou)先利用(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)生產(chan)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方法也可以制(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取(qu)方法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料生產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)(chang)大。因為(wei)雜質(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)在于增(zeng)加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所(suo)需的(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須提(ti)高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才(cai)能(neng)離開(kai)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變(bian)形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長(chang)(chang)大的(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一(yi)方面為了降低電熔凝(ning)氧化鎂的(de)顯氣孔(kong)率，也(ye)應(ying)盡(jin)量減少原料氧化鎂的(de)氣體排(pai)出，因此(ci)，采用燒結鎂砂(sha)電熔有其顯著(zhu)優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原(yuan)料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性(xing)是(shi)同(tong)原子(zi)和分(fen)子(zi)的(de)量(liang)子(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)的(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)的(de)電(dian)子(zi)外層(ceng)結(jie)構(gou)等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離(li)子(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和電(dian)荷、陽離(li)子(zi)和陰離(li)子(zi)之間的(de)結(jie)合特性(xing)和強(qiang)度、離(li)子(zi)的(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構(gou)造等決(jue)定(ding)它是(shi)一高熔點化(hua)合物。

氧化(hua)鎂的(de)熔點和結構(gou)參數(shu)(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂制造的最重(zhong)要(yao)(yao)過程是由(you)各(ge)種(zhong)鎂質(zhi)原料，通過各(ge)種(zhong)形式的加熱(re)方(fang)法(fa)(fa)產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)使鎂質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)體。要(yao)(yao)使氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)，必須消耗(hao)大(da)量(liang)的熱(re)能，以克服離(li)子間的引力。通過強(qiang)大(da)電弧產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)而(er)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的方(fang)法(fa)(fa)叫(jiao)做電弧熔(rong)(rong)(rong)融(rong)(rong)法(fa)(fa)。這(zhe)個融(rong)(rong)化(hua)過程一般包括熱(re)的傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)等一系列物理(li)化(hua)學變化(hua)的過程。

①脫水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石作原(yuan)料有一脫水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的主(zhu)要成分是氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱鎂礦(kuang)作為原料(liao)時有(you)一個脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包括兩個方面。一方面是菱鎂礦(kuang)石的熱分解，菱鎂礦(kuang)石的主要成(cheng)分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨(mo)粉末添加(jia)物(助劑(ji))，在電(dian)熔(rong)爐起動(dong)過程(cheng)中(zhong)需在三電(dian)極(ji)(石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨(mo)粉末鋪成三角形(xing)或(huo)(huo)星(xing)形(xing)導線路，在通電(dian)過程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒損或(huo)(huo)完(wan)全燃燒除去(qu)石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程即氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在(zai)強(qiang)電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能作用下，克(ke)服單晶體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)晶格能的(de)(de)(de)束(shu)縛，變成(cheng)能自由(you)運動的(de)(de)(de)過程。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一(yi)定溫度(du)(熔(rong)點)就(jiu)會由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一(yi)過程中(zhong)(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)作原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比(bi)例(li)如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)(lu)殼(ke)的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)(lu)子表面(mian)散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)可以(yi)看出，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)