電弧熔爐生(sheng)產電熔氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括(kuo)：原料配料、電弧熔融、破碎、選(xuan)別(bie)(bie)、粉(fen)碎、篩別(bie)(bie)、磁選(xuan)、分(fen)類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐(feng)富的優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)高，又易于(yu)開(kai)采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)(mei)的原料。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)(mei)分(fen)解產生CO2氣體，由于(yu)有(you)大量(liang)氣體從爐內(nei)排出影響著電(dian)(dian)熔過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響，由(you)于大量塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗(hao)(hao)和能量消耗(hao)(hao)增高，也惡化了車間(jian)生產環境。但由(you)于優質菱鎂礦石容易獲得，價(jia)格很低(di)廉，所以(yi)，仍是我國電熔氧(yang)化鎂用得最多最廣泛(fan)的(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)。菱(ling)鎂礦(kuang)(kuang)石中氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)含量高低和(he)化(hua)學(xue)成(cheng)分直(zhi)接影響(xiang)(xiang)到(dao)電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)質量，同時在電熔過程中也直(zhi)接影響(xiang)(xiang)到(dao)電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂得到(dao)的(de)品級比(bi)(bi)例，因此，為了保證電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)質量和(he)品級比(bi)(bi)例，必須對各種礦(kuang)(kuang)石進(jin)行適(shi)當的(de)配比(bi)(bi)后進(jin)行熔煉。

②水(shui)鎂石。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂石的(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂石中氧化鎂含量高于菱(ling)鎂礦(kuang)石。它也(ye)是(shi)一種制(zhi)造電熔凝氧化鎂的(de)原料，部分地區水(shui)鎂石的(de)化學(xue)成分見表2。

表2水鎂(mei)石的化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂。以輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂作為電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂原料，可(ke)以使(shi)生產(chan)環境(jing)得到改善，可(ke)以降(jiang)低運輸費用。由于電(dian)熔(rong)時排出(chu)氣體少，成分也較均勻(yun)，對(dui)提(ti)高電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂質(zhi)量有(you)利。

我國有一些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)(cheng)球料(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)含量達到98%，以(yi)此料(liao)能生產(chan)(chan)出白(bai)色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)(cheng)(cheng)球費用(yong)高，影響生產(chan)(chan)成(cheng)(cheng)(cheng)本。目(mu)前，有的(de)廠家采用(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)一定的(de)粒度加入熔(rong)(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦石好(hao)，成(cheng)(cheng)(cheng)本又比(bi)用(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而(er)得(de)到了一定的(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)(wei)了某(mou)些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的特殊要求，有時必(bi)須在(zai)電熔(rong)(rong)過程中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結(jie)(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料，如采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料，一般首先利用(yong)(yong)處理海(hai)水和石(shi)灰乳(ru)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)生產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法(fa)(fa)也(ye)可以制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的制取(qu)方法(fa)(fa))，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)原料生產(chan)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)(wei)(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)(liang)的雜(za)質(zhi)(zhi)氣體(ti)(相)也(ye)屬于晶(jing)(jing)體(ti)的雜(za)質(zhi)(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)粒(li)的長大。因為(wei)(wei)(wei)雜(za)質(zhi)(zhi)相的作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于增加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運動所需(xu)的能(neng)量(liang)(liang)。當(dang)(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相相遇(yu)時，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)(liang)與(yu)第(di)(di)二(er)相橫(heng)截面積成(cheng)正比，所以必(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才(cai)能(neng)離開第(di)(di)二(er)相繼續運動。并(bing)且當(dang)(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第(di)(di)二(er)相相遇(yu)時，與(yu)第(di)(di)二(er)相橫(heng)截面積相等的晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必(bi)須變形，第(di)(di)二(er)相數量(liang)(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)粒(li)長大的極(ji)限尺寸愈(yu)小。

另一方(fang)面為了降低(di)電(dian)熔凝氧化鎂的顯氣孔率，也應(ying)盡量減(jian)少原(yuan)料(liao)氧化鎂的氣體排出，因此(ci)，采用燒結鎂砂電(dian)熔有其顯著(zhu)優點(dian)。

⑤電(dian)熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)單(dan)晶的化學原料(liao)質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是(shi)同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的量子(zi)(zi)力學本性如(ru)離子(zi)(zi)半(ban)徑的尺寸(cun)，離子(zi)(zi)的電位數值，離子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外層結(jie)構等相關聯。而(er)氧化(hua)鎂的離子(zi)(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量和(he)電荷、陽離子(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)之(zhi)間(jian)的結(jie)合特性和(he)強度、離子(zi)(zi)的極(ji)化(hua)作(zuo)用、結(jie)晶構造等決(jue)定它是(shi)一(yi)高熔點化(hua)合物。

氧化鎂的熔點(dian)和(he)結(jie)構參數(shu)：陽離子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半徑(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)(pei)位(wei)數(shu)6;有效配(pei)(pei)位(wei)數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂制造(zao)的(de)(de)(de)(de)最重要(yao)過(guo)(guo)程是由各種鎂質原料(liao)(liao)，通過(guo)(guo)各種形式(shi)的(de)(de)(de)(de)加熱(re)方法(fa)產生高溫使(shi)鎂質材料(liao)(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔體(ti)。要(yao)使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔融(rong)，必須消耗大量的(de)(de)(de)(de)熱(re)能，以克(ke)服離子(zi)間的(de)(de)(de)(de)引(yin)力(li)。通過(guo)(guo)強大電弧產生高溫而熔化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)(de)(de)方法(fa)叫(jiao)做電弧熔融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程一(yi)般包括(kuo)熱(re)的(de)(de)(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)(hua)、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大等一(yi)系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。用水(shui)(shui)(shui)鎂石作原料有(you)一脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。水(shui)(shui)(shui)鎂石的主(zhu)要成分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過程。用菱鎂礦作(zuo)為原料時有一(yi)個脫(tuo)碳過程，脫(tuo)碳過程包括兩個方面。一(yi)方面是(shi)菱鎂礦石(shi)的(de)熱分解，菱鎂礦石(shi)的(de)主要成(cheng)分是(shi)碳酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面，由(you)于在電(dian)(dian)熔過程中(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)加入石墨(mo)粉(fen)(fen)末添加物(助劑)，在電(dian)(dian)熔爐(lu)起動過程中(zhong)需在三電(dian)(dian)極(石墨(mo)電(dian)(dian)極)的下端用石墨(mo)粉(fen)(fen)末鋪成三角(jiao)形或星形導線路，在通電(dian)(dian)過程中(zhong)受熱(re)燒損或完全燃燒除(chu)去(qu)石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用下，克服單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變成能(neng)自由(you)運動的(de)(de)(de)過程(cheng)。也(ye)就是說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一(yi)定溫(wen)度(熔(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一(yi)過程(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)(mei)石(shi)作原料生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)(sheng)成熱(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼(ke)的(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可以看出，在電(dian)(dian)熔(rong)