電弧(hu)熔(rong)(rong)爐生產電熔(rong)(rong)氧化鎂的工藝流(liu)程主要包括(kuo)：原料配料、電弧(hu)熔(rong)(rong)融、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分(fen)類(lei)包裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐富(fu)的優質菱(ling)鎂礦石，氧化鎂含量高(gao)，又易于(yu)開(kai)采，因此，被(bei)廣泛用(yong)作電(dian)熔氧化鎂的原(yuan)料(liao)。采用(yong)菱(ling)鎂石作原(yuan)料(liao)，碳酸(suan)鎂分解產生CO2氣體，由于(yu)有大量氣體從爐內排(pai)出影響(xiang)著電(dian)熔過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂的結晶帶的形成均有不利(li)影響，由(you)于(yu)大量塵料(liao)飛(fei)損，使物料(liao)損耗(hao)和(he)能(neng)量消耗(hao)增高，也(ye)惡化(hua)了車間生(sheng)產(chan)環境。但(dan)由(you)于(yu)優(you)質菱鎂礦石(shi)容(rong)易獲得(de)，價格(ge)很低廉，所以，仍是我國電(dian)(dian)熔氧化(hua)鎂用得(de)最多最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)(kuang)。菱鎂礦(kuang)(kuang)石中氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)含量高(gao)低和(he)化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)直接影響到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量，同時在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中也直接影響到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂得到(dao)的(de)(de)品(pin)級比例，因此，為了(le)保證電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量和(he)品(pin)級比例，必須(xu)對各種礦(kuang)(kuang)石進行(xing)適當的(de)(de)配(pei)比后進行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我(wo)國(guo)的遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它(ta)也是一種(zhong)制造電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的化學成分見表2。

表2水鎂(mei)石的化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)作為電熔氧化鎂(mei)原料，可以(yi)使生產環境(jing)得到(dao)改善，可以(yi)降低運輸(shu)費用(yong)。由于(yu)電熔時(shi)排出(chu)氣體少，成(cheng)分也較均(jun)勻(yun)，對提高電熔氧化鎂(mei)質(zhi)量有利。

我國有一些(xie)電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)制(zhi)成球料(liao)入爐(lu)電熔(rong)(rong)(rong)。輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)的氧(yang)化鎂(mei)(mei)含(han)量達到98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產(chan)出白色大(da)結晶電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)。但由于成球費用(yong)高，影響(xiang)生(sheng)產(chan)成本(ben)。目(mu)前，有的廠家采用(yong)反射爐(lu)輕燒氧(yang)化鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的粒度加入熔(rong)(rong)(rong)爐(lu)電熔(rong)(rong)(rong)，電熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化鎂(mei)(mei)的質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)好，成本(ben)又比用(yong)球料(liao)作原(yuan)料(liao)時便宜，因而(er)得到了一定的推廣。

④燒(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)砂。為(wei)了某些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)特(te)殊要求，有時必(bi)(bi)須(xu)(xu)在電熔(rong)過程中采用(yong)燒(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)原料，如采用(yong)海水鎂(mei)砂作(zuo)為(wei)電熔(rong)原料，一般首先(xian)利用(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)用(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)其他(ta)方法也(ye)可以制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)制取方法)，采用(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)原料生產(chan)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少(shao)量(liang)的(de)雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相)也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜(za)質(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)長大。因(yin)為(wei)雜(za)質(zhi)相的(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相相遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與(yu)第(di)二(er)相橫截面(mian)積(ji)成(cheng)正(zheng)比，所以必(bi)(bi)須(xu)(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才(cai)能(neng)離(li)開第(di)二(er)相繼(ji)續運(yun)動。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)相相遇(yu)時，與(yu)第(di)二(er)相橫截面(mian)積(ji)相等的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)(bi)須(xu)(xu)變形，第(di)二(er)相數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另一方面為(wei)了(le)降(jiang)低電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的顯(xian)氣(qi)(qi)孔率(lv)，也應盡量減少原(yuan)料氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氣(qi)(qi)體(ti)排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯(xian)著優點。

⑤電(dian)熔氧化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學原料質量要(yao)求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數(shu)值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)層結構等相(xiang)關聯(lian)。而氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電(dian)荷、陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結合特性(xing)和(he)強度(du)、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化作用(yong)、結晶(jing)構造等決(jue)定它是一高熔點(dian)化合物。

氧化(hua)鎂的熔點和結(jie)構參數(shu)：陽離(li)子(zi)半徑0.074mm;陰離(li)子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類(lei)型NaCl;配(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)位(wei)數(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂制造的(de)(de)(de)最重要過程是由各種鎂質(zhi)原料(liao)，通(tong)過各種形式(shi)的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)方法產生高(gao)(gao)溫(wen)使(shi)鎂質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變(bian)成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)鎂熔(rong)(rong)融，必須消耗(hao)大量的(de)(de)(de)熱(re)能，以克服離(li)子間的(de)(de)(de)引力。通(tong)過強大電弧產生高(gao)(gao)溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)(de)(de)方法叫做電弧熔(rong)(rong)融法。這個融化(hua)過程一般包(bao)括熱(re)的(de)(de)(de)傳(chuan)導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長大等一系列物理化(hua)學(xue)變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)過程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料有一脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的主要(yao)成分是氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程。用菱(ling)鎂礦作為原料時有(you)一(yi)個脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程包括兩(liang)個方面。一(yi)方面是菱(ling)鎂礦石的熱(re)分(fen)解，菱(ling)鎂礦石的主要(yao)成分(fen)是碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過程(cheng)(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧(yang)化鎂中(zhong)加入(ru)石墨粉末(mo)添加物(助劑(ji))，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起動(dong)過程(cheng)(cheng)中(zhong)需在(zai)三(san)電(dian)極(石墨電(dian)極)的下(xia)端用石墨粉末(mo)鋪成三(san)角形(xing)(xing)或星(xing)形(xing)(xing)導線路，在(zai)通電(dian)過程(cheng)(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒損或完全(quan)燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)程。熔(rong)化(hua)過(guo)(guo)程即氧化(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)子和氧離(li)子在(zai)強電(dian)(dian)弧產(chan)生的(de)(de)熱(re)(re)能作(zuo)(zuo)用(yong)下，克服單晶(jing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格(ge)能的(de)(de)束縛(fu)，變(bian)成能自(zi)由運(yun)動的(de)(de)過(guo)(guo)程。也就是說，氧化(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(du)(熔(rong)點)就會(hui)由固體(ti)(ti)變(bian)成液體(ti)(ti)，叫(jiao)熔(rong)化(hua)。在(zai)這一過(guo)(guo)程中(zhong)需(xu)消耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)電(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)生產(chan)者對用(yong)水鎂(mei)石作(zuo)(zuo)原料生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如下：氧化(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)(ti)生成熱(re)(re)消耗(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)水耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能損(sun)失值(zhi)3.2%，從(cong)這些(xie)統(tong)計數(shu)據可(ke)以(yi)看出(chu)，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)