電弧熔(rong)爐(lu)生產電熔(rong)氧化(hua)鎂的工(gong)藝(yi)流程(cheng)主要包括(kuo)：原料配料、電弧熔(rong)融、破碎、選(xuan)別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁(ci)選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)(de)(de)優(you)質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又易于(yu)開采，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔氧化鎂(mei)的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)料。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)(yuan)料，碳(tan)酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體(ti)，由于(yu)有大量氣(qi)體(ti)從爐內排出影響著電熔過(guo)程的(de)(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的結晶帶的形成均(jun)有(you)不利影響(xiang)，由于大量(liang)塵(chen)料(liao)飛損(sun)，使物(wu)料(liao)損(sun)耗(hao)和能(neng)量(liang)消耗(hao)增高，也(ye)惡化(hua)(hua)了車間生(sheng)產環境(jing)。但(dan)由于優(you)質菱鎂礦石容易(yi)獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂用得最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)的(de)含(han)量(liang)高低和化(hua)學成(cheng)分直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)，同時(shi)在電熔(rong)(rong)(rong)(rong)過程中也直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)品級(ji)比例，因此，為了保證電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧化(hua)鎂(mei)的(de)質量(liang)和品級(ji)比例，必須對各種礦(kuang)石(shi)進行適當的(de)配比后進行熔(rong)(rong)(rong)(rong)煉(lian)。

②水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一(yi)種制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料，部分地(di)區(qu)水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化學成分見表2。

表(biao)2水鎂石(shi)的化學成分(fen)/%

③輕(qing)(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使生(sheng)產環境(jing)得到改善(shan)，可以(yi)降低運輸費(fei)用(yong)。由于電熔(rong)時排出氣體少，成分(fen)也(ye)較均勻，對提高電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有(you)一(yi)(yi)(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量達到98%，以此料(liao)(liao)能生(sheng)產出白(bai)色(se)大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用(yong)高(gao)，影響生(sheng)產成(cheng)本。目前，有(you)的(de)(de)廠家采(cai)用(yong)反射爐(lu)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)(yi)(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)粒度(du)加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比用(yong)球料(liao)(liao)作原(yuan)料(liao)(liao)時便宜，因(yin)而得到了(le)一(yi)(yi)(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)推(tui)廣。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某(mou)些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特(te)(te)殊要求，有時(shi)必須在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，一般首先利(li)用(yong)處理海(hai)水(shui)和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒成(cheng)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法也(ye)可以制(zhi)得輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方(fang)法)，采(cai)用(yong)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)(yuan)料(liao)生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特(te)(te)爾(er)(Ruttere)等(deng)研(yan)究認(ren)為(wei)(wei)，極(ji)少量的(de)(de)(de)雜質氣體(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動(dong)所需(xu)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)(er)(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)體能(neng)(neng)(neng)量降低，其降低量與第(di)二(er)(er)(er)(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積成(cheng)正比，所以必須提高晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)才能(neng)(neng)(neng)離開(kai)第(di)二(er)(er)(er)(er)相(xiang)繼(ji)續運(yun)動(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)(er)(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)，與第(di)二(er)(er)(er)(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面(mian)積相(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變(bian)形(xing)，第(di)二(er)(er)(er)(er)相(xiang)數(shu)量愈多，晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極(ji)限尺寸愈小。

另一(yi)方面(mian)為(wei)了(le)降低電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的顯氣孔(kong)率，也應盡量減少原料氧化(hua)鎂(mei)的氣體排出(chu)，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔有(you)其顯著優(you)點。

⑤電熔(rong)氧化鎂(mei)單晶(jing)的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)量(liang)子(zi)力學本性(xing)如(ru)離子(zi)半(ban)徑(jing)的(de)尺寸(cun)，離子(zi)的(de)電位數(shu)值，離子(zi)的(de)電子(zi)外層(ceng)結(jie)構等相關聯(lian)。而氧化鎂(mei)的(de)離子(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和(he)電荷(he)、陽(yang)離子(zi)和(he)陰離子(zi)之間的(de)結(jie)合(he)特(te)性(xing)和(he)強度、離子(zi)的(de)極(ji)化作用、結(jie)晶(jing)構造等決定(ding)它是一高熔點化合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)點和結構參數：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)(pei)位數6;有(you)效(xiao)配(pei)(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂制(zhi)造的(de)(de)(de)(de)最重(zhong)要(yao)過(guo)(guo)(guo)程是由各(ge)種鎂質原料，通過(guo)(guo)(guo)各(ge)種形式的(de)(de)(de)(de)加熱(re)方法產(chan)生(sheng)(sheng)高溫(wen)使(shi)鎂質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)體。要(yao)使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)(de)(de)(de)熱(re)能，以克服離子間的(de)(de)(de)(de)引力(li)。通過(guo)(guo)(guo)強大(da)電弧(hu)產(chan)生(sheng)(sheng)高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)方法叫(jiao)做電弧(hu)熔(rong)(rong)融(rong)法。這個融(rong)化(hua)過(guo)(guo)(guo)程一般包括(kuo)熱(re)的(de)(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程。

①脫水過程。用水鎂(mei)(mei)石(shi)作(zuo)原料(liao)有(you)一脫水過程。水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)主要成(cheng)分是氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其脫水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)作為原料時(shi)有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)包括(kuo)兩個(ge)方面。一方面是(shi)菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石(shi)的主要成分是(shi)碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面(mian)，由于在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨粉(fen)末添加(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)爐起(qi)動過程中(zhong)需在(zai)(zai)三(san)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(石(shi)墨電(dian)(dian)(dian)極(ji))的下端用石(shi)墨粉(fen)末鋪成三(san)角形或星(xing)形導線路，在(zai)(zai)通電(dian)(dian)(dian)過程中(zhong)受(shou)熱燒損或完(wan)全燃燒除去石(shi)墨。

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)中(zhong)鎂(mei)離子和氧(yang)(yang)離子在(zai)強電(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束(shu)縛，變成(cheng)能(neng)自由運動的(de)過程。也就(jiu)是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到(dao)一定(ding)溫(wen)度(熔(rong)點(dian))就(jiu)會由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過程中(zhong)需消耗(hao)(hao)大量的(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料生(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面(mian)散(san)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)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數(shu)據(ju)可以看(kan)出，在(zai)電(dian)熔(rong)