電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流程(cheng)主(zhu)要包(bao)括：原(yuan)料配料、電弧熔融(rong)、破碎、選(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)(liang)高，又易于(yu)開采，因此，被廣泛用(yong)作(zuo)電熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣體，由于(yu)有(you)大量(liang)(liang)氣體從爐(lu)內(nei)排出影響著電熔(rong)(rong)過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的結(jie)晶帶的形成均(jun)有不利影響，由(you)于大量塵料(liao)飛損(sun)，使物(wu)料(liao)損(sun)耗和(he)能量消耗增(zeng)高，也惡化了車間生產環境。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容易(yi)獲得，價格很(hen)低廉，所以(yi)，仍是我國電熔氧化鎂(mei)用得最多(duo)最廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)含量高低和化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分直(zhi)接影響到(dao)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量，同時(shi)在電熔過程中(zhong)也直(zhi)接影響到(dao)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)品(pin)級比例，因此，為了保證電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量和品(pin)級比例，必須對各(ge)種礦石(shi)進(jin)行(xing)適(shi)當的(de)配比后進(jin)行(xing)熔煉。

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)常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧(yang)化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一(yi)種制造電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的原料，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的化學成分見(jian)表2。

表2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂。以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂作為電熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂原料，可以(yi)使生產環境得到改善，可以(yi)降低運輸費用。由于電熔(rong)時排出氣體(ti)少，成分也較均勻，對提高電熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂質量有利。

我(wo)國有一些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)(mei)以輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)制成球料(liao)入爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量達到98%，以此料(liao)能(neng)生(sheng)(sheng)產出白色大結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)。但由(you)于成球費用高，影響生(sheng)(sheng)產成本(ben)。目(mu)前(qian)，有的(de)廠家(jia)采用反(fan)射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)(mei)，以一定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量比(bi)用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又比(bi)用球料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜，因而得到了(le)一定的(de)推(tui)廣(guang)。

④燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為了某些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求，有時(shi)必須(xu)(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)過程中(zhong)采用燒結鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如采用海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一般首(shou)先利用處(chu)理海水和石(shi)灰乳作(zuo)(zuo)(zuo)用生產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成(cheng)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用其他(ta)方(fang)法也(ye)可(ke)以制得(de)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)制取(qu)方(fang)法)，采用輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為原(yuan)料(liao)(liao)生產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為，極(ji)少量的(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶體的(de)雜質(zhi)，可(ke)明顯(xian)影(ying)響(xiang)晶粒的(de)長大(da)。因為雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用在于增加晶界運(yun)動(dong)所需的(de)能量。當(dang)晶界與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶體能量降低(di)，其降低(di)量與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成(cheng)正比，所以必須(xu)(xu)提高(gao)晶界能，晶界才(cai)能離開第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運(yun)動(dong)。并(bing)且當(dang)晶界與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等的(de)晶界必須(xu)(xu)變形，第(di)二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶粒長大(da)的(de)極(ji)限尺寸愈小。

另(ling)一方(fang)面(mian)為了(le)降低(di)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂的顯氣(qi)孔(kong)率，也(ye)應盡量減少原料氧(yang)(yang)化鎂的氣(qi)體排出(chu)，因(yin)此(ci)，采用(yong)燒結(jie)鎂砂電熔(rong)有其(qi)顯著優(you)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(te)性(xing)是(shi)同原子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結(jie)構等(deng)(deng)相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)合特(te)性(xing)和強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構造(zao)等(deng)(deng)決定(ding)它是(shi)一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔點和結(jie)(jie)構(gou)參數(shu)(shu)：陽離子半(ban)(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)(ban)徑0.53mm;結(jie)(jie)構(gou)類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)制造(zao)的(de)(de)(de)最重要過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)質(zhi)原料，通過(guo)(guo)各(ge)種形式的(de)(de)(de)加熱方法產(chan)生高(gao)溫使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化，變(bian)成氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使氧(yang)化鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗大(da)(da)量的(de)(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)(de)引力。通過(guo)(guo)強大(da)(da)電弧產(chan)生高(gao)溫而熔(rong)(rong)化氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)方法叫做電弧熔(rong)(rong)融法。這個融化過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)一般(ban)包(bao)括(kuo)熱的(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)(da)等一系列物理化學(xue)變(bian)化的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程。用水(shui)(shui)鎂(mei)石作原料(liao)有一脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)鎂(mei)石的主要(yao)成(cheng)分是氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)(mei)礦作為原料時有一個脫碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程(cheng)，脫碳(tan)(tan)過(guo)(guo)程(cheng)包括(kuo)兩個方(fang)面。一方(fang)面是(shi)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的熱分(fen)解，菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石的主要成分(fen)是(shi)碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電熔過程中(zhong)往(wang)(wang)往(wang)(wang)在(zai)原(yuan)料氧(yang)化鎂(mei)中(zhong)加入石墨(mo)(mo)粉末添加物(助劑(ji))，在(zai)電熔爐起動(dong)過程中(zhong)需(xu)在(zai)三(san)電極(石墨(mo)(mo)電極)的下端用石墨(mo)(mo)粉末鋪成三(san)角(jiao)形或(huo)星形導線路，在(zai)通電過程中(zhong)受熱燒(shao)損或(huo)完(wan)全燃燒(shao)除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化過(guo)程(cheng)即氧(yang)化鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在強電弧(hu)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單晶體(ti)中的(de)晶格能(neng)的(de)束(shu)縛，變成(cheng)能(neng)自由(you)運(yun)動的(de)過(guo)程(cheng)。也就(jiu)是說，氧(yang)化鎂(mei)(mei)加熱(re)到一(yi)定(ding)溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會(hui)由(you)固體(ti)變成(cheng)液(ye)體(ti)，叫熔(rong)(rong)化。在這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗(hao)大(da)量(liang)的(de)電能(neng)。據電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)生(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生(sheng)產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)比例如(ru)下：氧(yang)化鎂(mei)(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)水(shui)耗(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)值(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走(zou)熱(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統計數(shu)據可以(yi)看出(chu)，在電熔(rong)(rong)