電弧熔爐生產電熔氧(yang)化(hua)鎂的工(gong)藝流程主要(yao)包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破碎(sui)(sui)、選別、粉碎(sui)(sui)、篩別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易于(yu)開采(cai)，因此，被廣泛用作電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料。采(cai)用菱鎂(mei)(mei)石作原料，碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(mei)分解產生(sheng)CO2氣體(ti)，由(you)于(yu)有大量(liang)氣體(ti)從爐(lu)內排出影響著電熔(rong)過程(cheng)的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)結晶帶的(de)形(xing)成(cheng)均有不利影(ying)響，由于大(da)量塵料飛損，使(shi)物(wu)料損耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增(zeng)高，也惡化了(le)車(che)間生產環境(jing)。但由于優質菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石容易(yi)獲得(de)，價格很低廉，所(suo)以，仍是我國電熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)用得(de)最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石(shi)中氧化鎂(mei)的含(han)量高(gao)低和(he)化學成分直接影(ying)(ying)響到(dao)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的質量，同時(shi)在電熔(rong)過程中也(ye)直接影(ying)(ying)響到(dao)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)得到(dao)的品級比(bi)例，因此，為了(le)保證電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的質量和(he)品級比(bi)例，必須對各(ge)種(zhong)礦石(shi)進(jin)行適當的配比(bi)后進(jin)行熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的遼寧(ning)省水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的礦源非(fei)常豐(feng)富，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)高于菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種(zhong)制造(zao)電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的原料(liao)，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的化(hua)學(xue)成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化(hua)學成分(fen)/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒氧化(hua)鎂作(zuo)為電熔(rong)氧化(hua)鎂原料，可以(yi)使生產環境得到(dao)改善，可以(yi)降低運輸(shu)費用。由(you)于電熔(rong)時排出(chu)氣體少，成分也較均勻(yun)，對提高電熔(rong)氧化(hua)鎂質量(liang)有利。

我國有一(yi)些電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制(zhi)成(cheng)球料(liao)入(ru)爐電熔。輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含量達(da)到98%，以(yi)此料(liao)能生產(chan)出白色(se)大(da)結晶電熔氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。但(dan)由于成(cheng)球費(fei)用高，影(ying)響生產(chan)成(cheng)本(ben)。目前，有的(de)(de)廠(chang)家采用反射爐輕燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)(de)粒度加入(ru)熔爐電熔，電熔氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質量比用菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石好(hao)，成(cheng)本(ben)又比用球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了(le)一(yi)定(ding)的(de)(de)推廣。

④燒(shao)結鎂砂。為(wei)(wei)了某些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)特殊(shu)要求，有時必(bi)(bi)須(xu)在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中采用(yong)(yong)燒(shao)結鎂砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原料，如采用(yong)(yong)海水(shui)鎂砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)原料，一般(ban)首(shou)先利用(yong)(yong)處理海水(shui)和(he)石(shi)灰(hui)乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。用(yong)(yong)其他方法也(ye)可以(yi)(yi)制(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)制(zhi)取方法)，采用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原料生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(ti)(相(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質(zhi)，可明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)粒的(de)長大。因(yin)為(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)運(yun)動(dong)(dong)所(suo)需的(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)與第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)能量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)橫截面(mian)積成(cheng)正比(bi)，所(suo)以(yi)(yi)必(bi)(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)才(cai)能離開第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)繼(ji)續運(yun)動(dong)(dong)。并且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)與第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)必(bi)(bi)須(xu)變形，第(di)(di)(di)二(er)(er)相(xiang)數量(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)粒長大的(de)極(ji)限(xian)尺寸愈(yu)小。

另一方面為了降低(di)電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)顯氣孔率(lv)，也應盡量減少原料氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氣體排出，因(yin)此(ci)，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電熔(rong)有其(qi)顯著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單晶的化學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性(xing)是同原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)力學本(ben)性(xing)如(ru)離(li)(li)子(zi)半徑(jing)的(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)外層結構等相關聯。而氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質(zhi)量和電荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)和陰(yin)離(li)(li)子(zi)之間的(de)(de)(de)結合特(te)(te)性(xing)和強(qiang)度、離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用(yong)、結晶(jing)構造等決定它(ta)是一高熔(rong)點(dian)化(hua)合物。

氧化鎂的熔(rong)點和結構參數：陽(yang)離子(zi)半(ban)徑0.074mm;陰離子(zi)半(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)制造的最重要過(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)(mei)質原料，通過(guo)各種形式的加熱方(fang)法(fa)產(chan)生(sheng)(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)(mei)(mei)質材料(MgO)熔化，變(bian)成氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)熔體(ti)。要使氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)熔融，必(bi)須消耗大(da)量(liang)的熱能，以克服離子間的引力(li)。通過(guo)強(qiang)大(da)電弧(hu)(hu)產(chan)生(sheng)(sheng)高(gao)溫而熔化氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的方(fang)法(fa)叫做(zuo)電弧(hu)(hu)熔融法(fa)。這個融化過(guo)程一般包括熱的傳導、脫水、脫碳(tan)、熔化、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大(da)等一系(xi)列(lie)物(wu)理化學(xue)變(bian)化的過(guo)程。

①脫(tuo)水過程。用水鎂(mei)石作原料(liao)有一脫(tuo)水過程。水鎂(mei)石的主(zhu)要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原(yuan)料(liao)時有一個(ge)脫碳(tan)過程(cheng)，脫碳(tan)過程(cheng)包括兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是菱(ling)鎂(mei)礦石的熱分解(jie)，菱(ling)鎂(mei)礦石的主要成(cheng)分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由于在電(dian)(dian)熔過(guo)程(cheng)(cheng)中往往在原(yuan)料氧化(hua)鎂中加入石(shi)(shi)墨(mo)粉末添加物(助劑)，在電(dian)(dian)熔爐起動過(guo)程(cheng)(cheng)中需在三電(dian)(dian)極(ji)(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)(dian)極(ji))的下端(duan)用石(shi)(shi)墨(mo)粉末鋪成(cheng)三角形或星形導線路，在通電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)(cheng)中受(shou)熱(re)燒損或完全燃燒除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過(guo)程即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在(zai)強(qiang)電弧(hu)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用(yong)下，克服單晶體中(zhong)的(de)晶格能(neng)的(de)束(shu)縛，變(bian)成能(neng)自由(you)運動(dong)的(de)過(guo)程。也就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就(jiu)會由(you)固體變(bian)成液(ye)體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)程中(zhong)需消耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)電能(neng)。據(ju)電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)者對用(yong)水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)的(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶體生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)消耗(hao)(hao)(hao)值34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值7.9%，爐子(zi)表面(mian)散熱(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值28.8%。電能(neng)損失值3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)可以看出(chu)，在(zai)電熔(rong)(rong)(rong)