電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化(hua)鎂的工(gong)藝流程主要包(bao)括：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂礦石，氧(yang)化鎂含(han)量高，又易于開采，因此，被廣泛用作電熔(rong)氧(yang)化鎂的(de)原料(liao)。采用菱鎂石作原料(liao)，碳酸鎂分解產生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從(cong)爐內(nei)排出影響著電熔(rong)過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂的(de)結晶(jing)帶(dai)的(de)形成均有不利影響，由于(yu)大量(liang)塵料飛損(sun)(sun)，使物料損(sun)(sun)耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增(zeng)高(gao)，也惡(e)化了(le)車間生產環(huan)境。但由于(yu)優質菱鎂礦(kuang)石容易獲得(de)，價格很(hen)低廉，所(suo)以，仍(reng)是我國電熔(rong)氧化鎂用得(de)最多(duo)最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和化學成分直接(jie)影響(xiang)到(dao)(dao)(dao)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在電熔(rong)過程(cheng)中(zhong)也直接(jie)影響(xiang)到(dao)(dao)(dao)電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)得到(dao)(dao)(dao)的(de)品級(ji)(ji)比例，因此，為了保(bao)證電熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品級(ji)(ji)比例，必須對各種礦(kuang)石進行適當的(de)配比后進行熔(rong)煉(lian)。

②水鎂(mei)石(shi)。我國(guo)的遼寧省水鎂(mei)石(shi)的礦(kuang)源(yuan)非常豐富，水鎂(mei)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是一種(zhong)制造電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的原料，部分地區水鎂(mei)石(shi)的化學成(cheng)分見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分/%

③輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂。以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂作為電熔氧(yang)化鎂原料，可(ke)以使生(sheng)產(chan)環境得到改善，可(ke)以降(jiang)低運輸費(fei)用(yong)。由于(yu)電熔時排(pai)出氣體少，成分也(ye)較均(jun)勻，對提(ti)高電熔氧(yang)化鎂質量(liang)有利。

我國有一(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)(yi)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量達到98%，以(yi)(yi)此料(liao)能生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)費(fei)用(yong)高，影響生產成(cheng)本。目前，有的(de)廠家采用(yong)反(fan)射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)(yi)一(yi)定的(de)粒度加(jia)入熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而(er)得到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂。為(wei)了某些電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的特(te)殊要求(qiu)，有時(shi)必須(xu)在電熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料，如采用(yong)海水(shui)鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電熔(rong)原(yuan)料，一般(ban)首(shou)先(xian)利用(yong)處(chu)理海水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生(sheng)產氫(qing)(qing)氧化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫(qing)(qing)氧化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)其他(ta)方(fang)法也可以制得輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見工業氧化(hua)(hua)鎂(mei)的制取(qu)方(fang)法)，采用(yong)輕燒(shao)氧化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)料生(sheng)產電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉(la)特(te)爾(er)(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)，極(ji)少(shao)量(liang)(liang)的雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體(ti)的雜(za)質(zhi)，可明(ming)顯影響晶(jing)粒的長(chang)大。因為(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)(zuo)用(yong)在于增(zeng)加晶(jing)界(jie)(jie)(jie)運(yun)動(dong)所需(xu)的能量(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)體(ti)能量(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積成(cheng)正比，所以必須(xu)提高晶(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)(jie)才能離開第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與(yu)(yu)第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的晶(jing)界(jie)(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)粒長(chang)大的極(ji)限(xian)尺寸愈小。

另(ling)一方面為(wei)了降低電熔凝氧(yang)化鎂的(de)顯(xian)(xian)氣(qi)孔率(lv)，也應盡量(liang)減少原(yuan)料(liao)氧(yang)化鎂的(de)氣(qi)體排(pai)出，因(yin)此，采(cai)用燒結鎂砂電熔有其顯(xian)(xian)著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的量子(zi)(zi)力學本性(xing)如(ru)離子(zi)(zi)半徑的尺(chi)寸(cun)，離子(zi)(zi)的電位數值，離子(zi)(zi)的電子(zi)(zi)外(wai)層(ceng)結(jie)構等(deng)相關聯。而氧化鎂的離子(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和電荷、陽離子(zi)(zi)和陰離子(zi)(zi)之間的結(jie)合特(te)性(xing)和強度(du)、離子(zi)(zi)的極化作(zuo)用、結(jie)晶構造(zao)等(deng)決定它(ta)是一高熔(rong)點(dian)化合物。

氧化鎂的熔點和結構參數(shu)：陽離(li)(li)子半徑0.074mm;陰離(li)(li)子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂制造(zao)的(de)(de)最(zui)重(zhong)要(yao)(yao)過程是由(you)各種(zhong)鎂質原料，通過各種(zhong)形式的(de)(de)加熱方法(fa)產生(sheng)高溫使鎂質材料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成(cheng)氧化(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要(yao)(yao)使氧化(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必(bi)須消耗大量的(de)(de)熱能，以克服(fu)離(li)子間的(de)(de)引力(li)。通過強大電弧產生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)方法(fa)叫(jiao)做電弧熔(rong)融法(fa)。這(zhe)個融化(hua)(hua)過程一般包(bao)括熱的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體長大等一系列物理(li)化(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)的(de)(de)過程。

①脫水過程。用水鎂石作原料有(you)一脫水過程。水鎂石的主要(yao)成分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫水過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過程。用菱(ling)鎂礦(kuang)作為原料時有一(yi)個脫(tuo)碳(tan)(tan)過程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過程包括(kuo)兩(liang)個方(fang)(fang)面。一(yi)方(fang)(fang)面是(shi)菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的(de)熱分解，菱(ling)鎂礦(kuang)石(shi)的(de)主要(yao)成分是(shi)碳(tan)(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方(fang)面，由于(yu)在(zai)電(dian)熔過程中(zhong)往往在(zai)原(yuan)料(liao)氧化鎂中(zhong)加入石墨粉(fen)末(mo)添(tian)加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐(lu)起動過程中(zhong)需在(zai)三電(dian)極(ji)(石墨電(dian)極(ji))的下端用石墨粉(fen)末(mo)鋪(pu)成三角形或(huo)(huo)星形導(dao)線路，在(zai)通電(dian)過程中(zhong)受熱燒損或(huo)(huo)完全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)程。熔化(hua)(hua)過(guo)程即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和(he)氧(yang)離子在(zai)強電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)作用下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)束縛(fu)，變(bian)(bian)成(cheng)能(neng)(neng)自由運動的(de)過(guo)程。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔點)就會由固(gu)體(ti)變(bian)(bian)成(cheng)液體(ti)，叫熔化(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程中(zhong)需消耗大(da)量(liang)的(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對(dui)用水(shui)(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)(re)消耗的(de)比例如(ru)下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)水(shui)(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表(biao)面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)損失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以(yi)看出，在(zai)電(dian)(dian)(dian)熔