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

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱鎂礦石，氧(yang)化鎂含量高，又(you)易于開采，因(yin)此，被廣泛用(yong)(yong)作(zuo)(zuo)電熔氧(yang)化鎂的(de)原(yuan)料。采用(yong)(yong)菱鎂石作(zuo)(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂分(fen)解產生CO2氣體，由(you)于有大(da)量氣體從爐內排出影響著(zhu)電熔過程(cheng)的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均(jun)有不利影響，由(you)于(yu)大量(liang)塵料飛損，使物(wu)料損耗和能量(liang)消耗增高，也惡化了車間生產環(huan)境。但由(you)于(yu)優質菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)容易獲得(de)，價格很低(di)廉，所以，仍是我國電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)用得(de)最多最廣(guang)泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)含量高(gao)低和化(hua)學成(cheng)分(fen)直(zhi)接影響到電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量，同時(shi)在(zai)電(dian)熔過程中也直(zhi)接影響到電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)得到的(de)(de)品(pin)級比(bi)例(li)，因(yin)此(ci)，為了保證(zheng)電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量和品(pin)級比(bi)例(li)，必(bi)須對各種礦石(shi)進(jin)行適當(dang)的(de)(de)配比(bi)后進(jin)行熔煉。

②水鎂石。我(wo)國的遼寧省水鎂石的礦源非常豐富(fu)，水鎂石中氧化鎂含(han)量(liang)高于菱鎂礦石。它也是一種制造電(dian)熔凝氧化鎂的原料，部(bu)分地區水鎂石的化學成分見(jian)表2。

表(biao)2水鎂石的化(hua)學成分/%

③輕燒氧化(hua)(hua)鎂。以(yi)輕燒氧化(hua)(hua)鎂作為電(dian)(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂原料，可(ke)以(yi)使生產環境得到(dao)改善，可(ke)以(yi)降(jiang)低運輸費用。由(you)于電(dian)(dian)熔時排出氣體少，成分也較(jiao)均勻(yun)，對提高電(dian)(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂質(zhi)量(liang)有利。

我國有(you)一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以此料(liao)能生產(chan)出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于成球(qiu)費用高，影響生產(chan)成本。目(mu)前(qian)，有(you)的廠家采用反射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以一定(ding)的粒(li)度加入(ru)熔(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本又比用球(qiu)料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜，因而得到了一定(ding)的推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的特殊要求，有(you)時必(bi)須(xu)在電熔(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)原料，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電熔(rong)原料，一(yi)般首先利(li)用(yong)(yong)處理海(hai)水(shui)和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其(qi)他方法也(ye)可以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業(ye)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的制(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原料生(sheng)產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為(wei)，極(ji)少量的雜(za)質(zhi)(zhi)氣體(ti)(ti)(相(xiang))也(ye)屬(shu)于(yu)晶(jing)體(ti)(ti)的雜(za)質(zhi)(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)粒的長(chang)大。因為(wei)雜(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)的作(zuo)用(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)界(jie)運動(dong)所(suo)需的能(neng)量。當晶(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇(yu)(yu)時，晶(jing)體(ti)(ti)能(neng)量降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)橫截面積(ji)成正(zheng)比，所(suo)以必(bi)須(xu)提(ti)高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)二相(xiang)繼續運動(dong)。并且(qie)當晶(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)相(xiang)遇(yu)(yu)時，與(yu)(yu)第(di)二相(xiang)橫截面積(ji)相(xiang)等的晶(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)二相(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)粒長(chang)大的極(ji)限尺寸(cun)愈(yu)小。

另一方面為了(le)降低電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)顯(xian)氣(qi)孔(kong)率，也應(ying)盡量減少原料(liao)氧化鎂(mei)的(de)氣(qi)體排出(chu)，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯(xian)著(zhu)優點。

⑤電(dian)熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子和(he)分子的(de)(de)(de)量(liang)子力(li)學本性如離(li)(li)子半徑(jing)的(de)(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子的(de)(de)(de)電位數值，離(li)(li)子的(de)(de)(de)電子外層結構等相關(guan)聯(lian)。而(er)氧化鎂(mei)的(de)(de)(de)離(li)(li)子尺(chi)寸、質量(liang)和(he)電荷、陽離(li)(li)子和(he)陰離(li)(li)子之間的(de)(de)(de)結合特(te)性和(he)強度、離(li)(li)子的(de)(de)(de)極化作用、結晶構造等決定它是一(yi)高熔(rong)點(dian)化合物(wu)。

氧化鎂(mei)的熔點(dian)(dian)和結(jie)構參數(shu)：陽離(li)子半(ban)徑0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數(shu)6;有效(xiao)配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂制造的最重要(yao)過(guo)程是由各種鎂質(zhi)原料(liao)(liao)，通過(guo)各種形式的加(jia)熱方法(fa)產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)使(shi)鎂質(zhi)材料(liao)(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)體(ti)。要(yao)使(shi)氧(yang)化(hua)鎂熔(rong)融，必須(xu)消耗大量(liang)的熱能，以克服離(li)子間的引力。通過(guo)強大電弧產(chan)生(sheng)高(gao)溫(wen)而熔(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂的方法(fa)叫做電弧熔(rong)融法(fa)。這個融化(hua)過(guo)程一般包括(kuo)熱的傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)長大等一系列物理化(hua)學(xue)變化(hua)的過(guo)程。

①脫水(shui)過(guo)程。用水(shui)鎂石(shi)作原(yuan)料有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂石(shi)的主要成分是氫(qing)氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)(guo)程。用菱鎂礦作(zuo)為原料時有一(yi)(yi)個脫(tuo)碳過(guo)(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)(guo)程包括兩(liang)個方面(mian)。一(yi)(yi)方面(mian)是菱鎂礦石(shi)的(de)熱分解(jie)，菱鎂礦石(shi)的(de)主要成分是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面(mian)，由于在電熔過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨粉末添加物(助劑)，在電熔爐起(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需在三電極(ji)(石(shi)墨電極(ji))的下端用石(shi)墨粉末鋪成三角形(xing)或星(xing)形(xing)導線路，在通電過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過程。熔化(hua)過程即(ji)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)離(li)子和氧(yang)(yang)(yang)離(li)子在(zai)強電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用下，克服單晶(jing)體中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由運(yun)動的(de)(de)(de)過程。也(ye)就是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)到一定溫度(熔點)就會由固(gu)體變成(cheng)液體，叫熔化(hua)。在(zai)這(zhe)一過程中(zhong)(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)(ju)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)(de)衡算(suan)，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如(ru)下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面(mian)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(zhe)些統(tong)計數據(ju)(ju)可以看出(chu)，在(zai)電(dian)(dian)熔