電弧熔(rong)(rong)爐生產電熔(rong)(rong)氧化鎂的工藝(yi)流程主要包括(kuo)：原料配料、電弧熔(rong)(rong)融(rong)、破(po)碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有豐富(fu)的(de)(de)(de)優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)(mei)含量高，又易于開采，因(yin)此，被廣泛用作電熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)原(yuan)料。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)石(shi)作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生(sheng)CO2氣(qi)體，由于有大(da)量氣(qi)體從爐內排出影響著電熔過程的(de)(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影(ying)響，由(you)于大量(liang)塵料(liao)(liao)飛(fei)損(sun)，使物料(liao)(liao)損(sun)耗和能量(liang)消耗增高，也(ye)惡化了車間(jian)生(sheng)產環(huan)境。但(dan)由(you)于優(you)質菱鎂礦(kuang)石容(rong)易獲得(de)，價(jia)格很低廉，所以，仍(reng)是我(wo)國電(dian)熔氧(yang)化鎂用得(de)最多最廣泛的(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的含量高低和化(hua)學(xue)成分直接影響(xiang)到(dao)(dao)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的質量，同時在電(dian)熔過程中(zhong)也直接影響(xiang)到(dao)(dao)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)得到(dao)(dao)的品級比例(li)，因(yin)此，為(wei)了保證電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的質量和品級比例(li)，必須對各(ge)種礦(kuang)石(shi)進行適當的配比后進行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)礦源非(fei)常豐富(fu)，水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)。它也(ye)是一種制(zhi)造(zao)電熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原(yuan)料(liao)，部分(fen)地區水鎂(mei)(mei)(mei)石(shi)的(de)化學成(cheng)分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分(fen)/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂。以輕(qing)燒氧化(hua)鎂作為(wei)電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂原料，可以使(shi)生(sheng)產環境得到改(gai)善，可以降低(di)運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排出(chu)氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提高電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂質量有利。

我國有(you)一(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料入(ru)爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此料能生產出(chu)白色(se)大結(jie)晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用高，影(ying)響生產成(cheng)本。目(mu)前(qian)，有(you)的(de)廠(chang)家采用反(fan)射(she)爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的(de)粒(li)度(du)加(jia)入(ru)熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質(zhi)量比用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又(you)比用球料作原(yuan)料時便(bian)宜，因(yin)而得(de)到了一(yi)定(ding)的(de)推(tui)廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的特(te)殊要求，有(you)時(shi)必須在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中采(cai)用(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，一般首先利(li)用(yong)(yong)處理(li)海水和(he)石(shi)灰乳作用(yong)(yong)生產氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒成輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法也可(ke)以(yi)制得輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的制取方(fang)法)，采(cai)用(yong)(yong)輕燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)原料(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極(ji)少量(liang)(liang)的雜質氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的雜質，可(ke)明顯影響晶(jing)粒(li)的長(chang)大。因為(wei)雜質相(xiang)(xiang)的作用(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)界運動所需的能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)界與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)體能量(liang)(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)(liang)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)成正(zheng)比，所以(yi)必須提高(gao)晶(jing)界能，晶(jing)界才能離(li)開(kai)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)界與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)(xiang)等的晶(jing)界必須變形，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)粒(li)長(chang)大的極(ji)限尺(chi)寸愈小(xiao)。

另一方面(mian)為了(le)降低電熔凝氧化鎂(mei)的顯氣(qi)孔率，也(ye)應盡(jin)量減少原料(liao)氧化鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原(yuan)料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如離子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)位數值，離子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等相(xiang)關聯。而氧化(hua)鎂的(de)離子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和電(dian)(dian)荷、陽(yang)離子(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離子(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間(jian)的(de)結(jie)合(he)特性和強(qiang)度、離子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構造等決定它是(shi)一高熔(rong)點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔點和結(jie)構參數(shu)：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結(jie)構類(lei)型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密(mi)度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重要過程是(shi)由各(ge)種(zhong)鎂(mei)質原料，通過各(ge)種(zhong)形(xing)式的(de)(de)加(jia)熱方法產生高(gao)溫(wen)使鎂(mei)質材料(MgO)熔化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔體(ti)。要使氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔融，必須消耗大(da)(da)量的(de)(de)熱能(neng)，以(yi)克(ke)服離子間的(de)(de)引力。通過強大(da)(da)電弧產生高(gao)溫(wen)而熔化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法叫做電弧熔融法。這(zhe)個融化(hua)過程一般包括熱的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)(da)等一系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)作原料(liao)有(you)一脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)。水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的主要(yao)成分(fen)是(shi)氫(qing)氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)(shui)過程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原料時(shi)有(you)一(yi)個(ge)脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包括兩(liang)個(ge)方(fang)面(mian)。一(yi)方(fang)面(mian)是(shi)(shi)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的熱分(fen)解(jie)，菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的主要成(cheng)分(fen)是(shi)(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電熔過程(cheng)(cheng)中往(wang)往(wang)在原料氧化鎂中加(jia)(jia)入石(shi)墨(mo)粉末(mo)添加(jia)(jia)物(助劑)，在電熔爐起動(dong)過程(cheng)(cheng)中需(xu)在三電極(石(shi)墨(mo)電極)的下端(duan)用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪(pu)成三角(jiao)形或星形導線路，在通電過程(cheng)(cheng)中受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過程(cheng)(cheng)(cheng)。熔化(hua)過程(cheng)(cheng)(cheng)即氧化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離(li)子和氧離(li)子在強電(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用下(xia)(xia)，克服單晶體(ti)(ti)中的(de)晶格能(neng)(neng)的(de)束縛，變(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自(zi)由運動(dong)的(de)過程(cheng)(cheng)(cheng)。也(ye)就是(shi)說，氧化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(du)(熔點)就會(hui)由固(gu)體(ti)(ti)變(bian)成(cheng)液(ye)體(ti)(ti)，叫(jiao)熔化(hua)。在這一過程(cheng)(cheng)(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大量(liang)的(de)電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)(chan)者(zhe)對(dui)用水鎂(mei)(mei)石(shi)作原料生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)比(bi)例如下(xia)(xia)：氧化(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數(shu)據可(ke)以看出，在電(dian)熔