電弧(hu)熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流程主要包括(kuo)：原料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐富(fu)的優(you)質菱(ling)鎂礦石，氧(yang)化鎂含量高，又易于開采，因此，被廣泛用(yong)作電熔(rong)氧(yang)化鎂的原料(liao)。采用(yong)菱(ling)鎂石作原料(liao)，碳酸鎂分解產生(sheng)CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐(lu)內排出影(ying)響著電熔(rong)過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂的(de)結晶帶(dai)的(de)形(xing)成均有不利影響，由于(yu)大(da)量塵料飛損，使物料損耗和能量消(xiao)耗增高(gao)，也惡化(hua)了(le)車間生(sheng)產環(huan)境。但(dan)由于(yu)優質菱(ling)鎂礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍(reng)是(shi)我國電熔氧化(hua)鎂用得(de)最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)(kuang)。菱鎂礦(kuang)(kuang)石中(zhong)(zhong)氧化(hua)鎂的含量高低和(he)化(hua)學成分(fen)直接影響(xiang)到(dao)電熔凝氧化(hua)鎂的質量，同時(shi)在電熔過程中(zhong)(zhong)也直接影響(xiang)到(dao)電熔凝氧化(hua)鎂得(de)到(dao)的品級比(bi)例(li)，因此，為了保證(zheng)電熔凝氧化(hua)鎂的質量和(he)品級比(bi)例(li)，必須對各種(zhong)礦(kuang)(kuang)石進行(xing)適當的配比(bi)后進行(xing)熔煉。

②水(shui)(shui)鎂石。我國(guo)的(de)(de)遼寧省(sheng)水(shui)(shui)鎂石的(de)(de)礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂石中氧(yang)化鎂含量高(gao)于菱鎂礦石。它(ta)也是一(yi)種制造電熔凝氧(yang)化鎂的(de)(de)原料，部(bu)分(fen)地(di)區水(shui)(shui)鎂石的(de)(de)化學成分(fen)見表2。

表(biao)2水鎂石的化學成分(fen)/%

③輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)。以(yi)(yi)輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)作為電熔氧化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)(yi)使生產環境得(de)到(dao)改善(shan)，可以(yi)(yi)降(jiang)低運輸費用(yong)。由于電熔時排(pai)出氣體少，成分也較(jiao)均勻(yun)，對(dui)提(ti)高(gao)電熔氧化(hua)鎂(mei)質(zhi)量有(you)利。

我國(guo)有(you)一(yi)些電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制(zhi)成球料(liao)入爐電熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量達到98%，以此(ci)料(liao)能生產出白色大結晶電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成球費用(yong)(yong)高，影(ying)響生產成本。目前(qian)，有(you)的(de)(de)廠家采用(yong)(yong)反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)(de)粒度加入熔(rong)(rong)(rong)爐電熔(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦石好(hao)，成本又比用(yong)(yong)球料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜，因(yin)而得(de)到了一(yi)定的(de)(de)推(tui)廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為了(le)某(mou)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊(shu)要求，有時必須在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)過程中(zhong)采(cai)用(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂作為電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)海水鎂(mei)砂作為電(dian)熔(rong)(rong)原(yuan)料，一般首先(xian)利用(yong)處(chu)理海水和石(shi)灰乳作用(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)其他(ta)方(fang)法也可(ke)以制(zhi)(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)制(zhi)(zhi)取方(fang)法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作為原(yuan)料生(sheng)產電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究認為，極少(shao)量的(de)(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)(chang)大(da)。因為雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)(jing)界運動所需的(de)(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積成正(zheng)比，所以必須提高晶(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界才能(neng)離開第二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續(xu)運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界必須變形，第二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)(jing)(jing)粒長(chang)(chang)大(da)的(de)(de)極限尺寸愈小。

另一方(fang)面為了(le)降低電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)顯氣(qi)孔率，也應盡(jin)量(liang)減少原料(liao)氧化(hua)鎂(mei)的(de)氣(qi)體排出，因此(ci)，采用燒結鎂(mei)砂(sha)電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是(shi)同原子(zi)和(he)(he)分(fen)子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本性如離(li)(li)(li)子(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)外(wai)層結構等(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)尺寸(cun)、質量和(he)(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)(li)子(zi)和(he)(he)陰(yin)離(li)(li)(li)子(zi)之間的(de)(de)結合特性和(he)(he)強度(du)、離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結晶構造等(deng)決定它是(shi)一(yi)高熔點化(hua)合物。

氧(yang)化鎂(mei)的熔點(dian)和結構參數：陽(yang)離子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)(de)(de)最重要過(guo)程(cheng)是由(you)各種鎂(mei)質原料，通過(guo)各種形式的(de)(de)(de)(de)加熱(re)方法產(chan)生高溫(wen)使鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)融，必須消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)(de)熱(re)能(neng)，以(yi)克服離子(zi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)引力。通過(guo)強大電弧(hu)產(chan)生高溫(wen)而(er)熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)方法叫做電弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)融法。這(zhe)個(ge)融化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般包括(kuo)熱(re)的(de)(de)(de)(de)傳導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大等一系列物理化(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過程(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂石作(zuo)原料有一脫水(shui)過程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂石的(de)主要成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程(cheng)(cheng)。用(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)作(zuo)為(wei)原料時有一(yi)個脫(tuo)碳過程(cheng)(cheng)，脫(tuo)碳過程(cheng)(cheng)包括(kuo)兩個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石的熱分解(jie)，菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石的主要成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過程中往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中加(jia)入石墨(mo)(mo)粉末添加(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起(qi)動(dong)過程中需在(zai)(zai)三(san)電(dian)極(石墨(mo)(mo)電(dian)極)的下端用石墨(mo)(mo)粉末鋪成三(san)角(jiao)形(xing)或星(xing)形(xing)導(dao)線路，在(zai)(zai)通電(dian)過程中受熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去(qu)石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)離子(zi)(zi)和氧(yang)離子(zi)(zi)在強電(dian)弧產(chan)生(sheng)的熱(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下，克服單晶體(ti)中(zhong)(zhong)的晶格能(neng)(neng)的束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)(neng)自(zi)由運動的過(guo)(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到一(yi)定溫(wen)度(熔點(dian))就會由固體(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫(jiao)熔化(hua)(hua)。在這一(yi)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的電(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者(zhe)對用水鎂(mei)石作(zuo)原(yuan)料生(sheng)產(chan)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的熱(re)平衡(heng)的衡(heng)算，熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻(que)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表面散(san)熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)(neng)損(sun)失(shi)值(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數據可以看出，在電(dian)熔