電弧熔爐生產電熔氧化鎂的(de)工藝流程主要包括：原料配(pei)料、電弧熔融、破(po)碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國(guo)有豐富的優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量(liang)高，又(you)易于開采(cai)，因此，被廣泛(fan)用(yong)作電(dian)熔氧化鎂(mei)的原(yuan)料。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)石作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分(fen)解(jie)產生CO2氣體(ti)，由(you)于有大(da)量(liang)氣體(ti)從爐(lu)內排(pai)出影(ying)響著(zhu)電(dian)熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂的結晶(jing)帶的形成均有不利影響，由(you)于大(da)量(liang)(liang)塵(chen)料(liao)飛(fei)損，使(shi)物料(liao)損耗和(he)能量(liang)(liang)消耗增高，也惡化(hua)了車間生產環境。但由(you)于優質(zhi)菱鎂礦石容易(yi)獲(huo)得，價格很(hen)低(di)廉(lian)，所以，仍是我國電熔氧化(hua)鎂用(yong)得最(zui)多(duo)最(zui)廣泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中(zhong)(zhong)氧(yang)化鎂(mei)的含量(liang)(liang)高低和化學(xue)成分直(zhi)接影(ying)(ying)響(xiang)到(dao)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的質(zhi)量(liang)(liang)，同時在電熔(rong)(rong)過程(cheng)中(zhong)(zhong)也(ye)直(zhi)接影(ying)(ying)響(xiang)到(dao)電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)得到(dao)的品(pin)(pin)級比例，因(yin)此，為了保證電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的質(zhi)量(liang)(liang)和品(pin)(pin)級比例，必須對各種礦(kuang)石進行適當的配比后進行熔(rong)(rong)煉。

②水鎂石(shi)(shi)。我國的遼寧(ning)省水鎂石(shi)(shi)的礦源非常豐富，水鎂石(shi)(shi)中(zhong)氧化鎂含量(liang)高于菱(ling)鎂礦石(shi)(shi)。它也是一種制造(zao)電熔凝(ning)氧化鎂的原料，部分(fen)地區(qu)水鎂石(shi)(shi)的化學成分(fen)見表2。

表2水(shui)鎂(mei)石(shi)的化學成分/%

③輕(qing)燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)。以輕(qing)燒(shao)(shao)氧化鎂(mei)作為電熔(rong)氧化鎂(mei)原料，可(ke)(ke)以使生產(chan)環境得到改(gai)善，可(ke)(ke)以降低運(yun)輸費(fei)用(yong)。由于電熔(rong)時排出(chu)氣體(ti)少，成分也較(jiao)均勻，對提高電熔(rong)氧化鎂(mei)質量有利。

我(wo)國(guo)有一些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達(da)到98%，以此料(liao)能生(sheng)產(chan)出白色(se)大(da)結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成球(qiu)費用(yong)高，影響(xiang)生(sheng)產(chan)成本(ben)。目前，有的(de)(de)(de)廠家(jia)采用(yong)反(fan)射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定的(de)(de)(de)粒度(du)加入熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質量(liang)比用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦石好，成本(ben)又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而得到了一定的(de)(de)(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂。為了某些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)特(te)殊要求(qiu)，有時(shi)必須在電(dian)熔過程中采用(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，如采用(yong)海水鎂(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)，一般首先利用(yong)處理海水和石灰(hui)乳作(zuo)用(yong)生產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅(duan)燒(shao)成(cheng)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)其(qi)他方法也可以(yi)制得(de)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)制取方法)，采用(yong)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)生產電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究認為，極少(shao)量(liang)(liang)的(de)(de)雜質氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長大(da)。因為雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運動(dong)所需的(de)(de)能量(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積成(cheng)正(zheng)比，所以(yi)必須提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離(li)開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)極限尺(chi)寸愈(yu)小。

另一方面為了降低(di)電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的顯氣(qi)孔率，也應盡量減少原料氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的氣(qi)體排出，因此(ci)，采用燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂(mei)單晶的(de)化(hua)學原料質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性(xing)(xing)是同原子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)力學本性(xing)(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位(wei)數值，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)相關(guan)聯(lian)。而氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質(zhi)量和電荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)和陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結(jie)合特(te)性(xing)(xing)和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化作用(yong)、結(jie)晶構造等(deng)決定它是一高熔點化合物。

氧化鎂的熔點和結(jie)構參(can)數(shu)：陽離子半徑(jing)(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)(jing)0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位(wei)數(shu)6;有效配位(wei)數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)制(zhi)造的(de)最重要(yao)過(guo)程是由各種鎂(mei)(mei)質原(yuan)料，通過(guo)各種形式的(de)加熱(re)方法(fa)產生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔化，變成氧(yang)化鎂(mei)(mei)熔體。要(yao)使氧(yang)化鎂(mei)(mei)熔融(rong)(rong)，必須消耗大量的(de)熱(re)能，以克(ke)服離(li)子(zi)間的(de)引力(li)。通過(guo)強(qiang)大電(dian)(dian)弧產生(sheng)高溫而熔化氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)方法(fa)叫(jiao)做電(dian)(dian)弧熔融(rong)(rong)法(fa)。這個融(rong)(rong)化過(guo)程一(yi)般(ban)包括熱(re)的(de)傳導(dao)、脫水、脫碳(tan)、熔化、析晶、晶體長大等一(yi)系列(lie)物理化學變化的(de)過(guo)程。

①脫水(shui)(shui)過程。用(yong)水(shui)(shui)鎂石作(zuo)原料有一脫水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂石的主要成分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用(yong)菱鎂礦作為原(yuan)料(liao)時有一個脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是(shi)(shi)菱鎂礦石的(de)熱分解，菱鎂礦石的(de)主要成分是(shi)(shi)碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于(yu)在電熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)加入石墨粉末添加物(wu)(助劑(ji))，在電熔爐起動過(guo)程(cheng)中(zhong)需在三電極(石墨電極)的下端用石墨粉末鋪成(cheng)三角形(xing)(xing)或(huo)星形(xing)(xing)導線(xian)路，在通(tong)電過(guo)程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒(shao)損或(huo)完全燃燒(shao)除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和(he)氧(yang)(yang)(yang)離子在(zai)強電(dian)弧產(chan)生的(de)(de)熱(re)(re)(re)能作用(yong)下，克服單(dan)晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)束縛，變成(cheng)能自由(you)運(yun)動的(de)(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說(shuo)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)到(dao)一(yi)定溫度(du)(熔(rong)(rong)點)就(jiu)會由(you)固體(ti)變成(cheng)液(ye)體(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一(yi)過程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生產(chan)者對用(yong)水(shui)鎂(mei)石作原料(liao)生產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算(suan)，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)比例如(ru)下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走(zou)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)