電弧熔(rong)爐生產(chan)電熔(rong)氧化鎂(mei)的工藝流程(cheng)主要包括(kuo)：原料(liao)配料(liao)、電弧熔(rong)融(rong)、破碎(sui)、選(xuan)別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁選(xuan)、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石，氧化(hua)鎂(mei)含量高，又易于(yu)開采(cai)，因此，被廣(guang)泛(fan)用(yong)作(zuo)電熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)原料(liao)。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有(you)大量氣(qi)體從爐內(nei)排出影響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)的(de)結晶帶(dai)的(de)形成均有(you)不(bu)利影(ying)響，由于大(da)量塵料(liao)(liao)飛損(sun)，使物料(liao)(liao)損(sun)耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增高(gao)，也惡化了車間生產環境(jing)。但由于優質菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲得，價格很低(di)廉，所以，仍是我國電(dian)熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂礦。菱(ling)鎂礦石中氧(yang)化(hua)鎂的含量高(gao)低和化(hua)學成分直(zhi)接(jie)影響到(dao)(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的質(zhi)(zhi)量，同時在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中也直(zhi)接(jie)影響到(dao)(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂得(de)到(dao)(dao)的品級比例，因此，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂的質(zhi)(zhi)量和品級比例，必須(xu)對(dui)各種礦石進行適當的配比后進行熔(rong)(rong)(rong)煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我(wo)國的遼寧(ning)省水(shui)鎂(mei)石(shi)的礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)含(han)量(liang)高于(yu)菱鎂(mei)礦石(shi)。它也是(shi)一(yi)種制造(zao)電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的原料，部分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的化學成分見表(biao)2。

表2水鎂石(shi)的化學成分(fen)/%

③輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)。以輕燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)作為電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)原料，可以使生產環境得到改善，可以降低運輸費用。由于電熔(rong)時排出氣體少，成分也較均勻，對(dui)提高(gao)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)質量有利(li)。

我國有一(yi)(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)(liao)入爐電(dian)熔(rong)(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量(liang)達(da)到98%，以(yi)此料(liao)(liao)能生(sheng)(sheng)產出(chu)白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。但由于(yu)成球(qiu)費用高，影(ying)響生(sheng)(sheng)產成本(ben)。目(mu)前，有的(de)(de)廠家(jia)采(cai)用反射爐輕燒(shao)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)(yi)定的(de)(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)比(bi)用菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又(you)比(bi)用球(qiu)料(liao)(liao)作原(yuan)料(liao)(liao)時(shi)便宜，因而得到了一(yi)(yi)定的(de)(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有時(shi)必須(xu)在電熔(rong)過程(cheng)中采用(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原料，如采用(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原料，一(yi)般(ban)首先利用(yong)處理海(hai)水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)生產(chan)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒成(cheng)輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他(ta)方(fang)法(fa)也可以(yi)制得輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方(fang)法(fa))，采用(yong)輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料生產(chan)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認(ren)為(wei)(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜質，可明顯影(ying)響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)(jing)界運動所需(xu)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)界與第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)與第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積(ji)成(cheng)正比(bi)，所以(yi)必須(xu)提高晶(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)界才能(neng)離開第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并(bing)且當晶(jing)(jing)界與第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界必須(xu)變形，第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長(chang)大的(de)(de)(de)極限尺寸(cun)愈小(xiao)。

另一方(fang)面為了(le)降低電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)顯氣(qi)孔率，也應盡量減少原(yuan)料氧化(hua)鎂(mei)的(de)氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)有(you)其顯著優(you)點。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同(tong)原子(zi)和分子(zi)的(de)量子(zi)力學本性如離(li)子(zi)半徑的(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)的(de)電位數值，離(li)子(zi)的(de)電子(zi)外層(ceng)結構(gou)等(deng)相關聯。而氧化鎂的(de)離(li)子(zi)尺(chi)寸(cun)、質量和電荷、陽離(li)子(zi)和陰(yin)離(li)子(zi)之間的(de)結合特性和強度、離(li)子(zi)的(de)極(ji)化作用、結晶構(gou)造等(deng)決(jue)定它(ta)是一高(gao)熔點化合物。

氧化(hua)鎂的熔點(dian)和結構(gou)參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構(gou)類(lei)型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝氧化鎂制(zhi)造的(de)最重要過(guo)程是由各(ge)種鎂質(zhi)原料(liao)，通(tong)過(guo)各(ge)種形式的(de)加熱(re)(re)方(fang)法(fa)產生(sheng)高溫使(shi)鎂質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)化，變(bian)成(cheng)氧化鎂熔(rong)體(ti)。要使(shi)氧化鎂熔(rong)融(rong)，必(bi)須消(xiao)耗(hao)大量(liang)的(de)熱(re)(re)能，以克服離(li)子間的(de)引力。通(tong)過(guo)強大電弧(hu)產生(sheng)高溫而熔(rong)化氧化鎂的(de)方(fang)法(fa)叫做電弧(hu)熔(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化過(guo)程一(yi)般包括熱(re)(re)的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化、析晶、晶體(ti)長大等一(yi)系列物理(li)化學變(bian)化的(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂石(shi)作原料(liao)有一脫(tuo)水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂石(shi)的主要成分(fen)是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)程。用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦作為(wei)原料時(shi)有(you)一(yi)個脫(tuo)碳過(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)程包括兩個方(fang)(fang)面(mian)。一(yi)方(fang)(fang)面(mian)是菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)熱(re)分解，菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)的(de)主要成分是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)電(dian)熔過程(cheng)中往往在(zai)原料氧化鎂中加入石墨(mo)(mo)粉末(mo)添加物(wu)(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過程(cheng)中需在(zai)三(san)電(dian)極(石墨(mo)(mo)電(dian)極)的下端用石墨(mo)(mo)粉末(mo)鋪(pu)成三(san)角形或星形導線(xian)路，在(zai)通(tong)電(dian)過程(cheng)中受熱燒(shao)損或完全(quan)燃(ran)燒(shao)除去石墨(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)離子和氧(yang)(yang)(yang)離子在(zai)(zai)強電弧產生的(de)(de)(de)熱(re)(re)能作用(yong)下，克(ke)服單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)(de)束縛，變成能自由運動的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)加熱(re)(re)到(dao)一定溫度(熔點)就(jiu)會由固體(ti)變成液體(ti)，叫(jiao)熔化(hua)(hua)。在(zai)(zai)這一過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗大(da)量(liang)的(de)(de)(de)電能。據電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)生產者對用(yong)水鎂(mei)(mei)(mei)石作原料生產電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗的(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生成熱(re)(re)消(xiao)耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)(re)耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷卻水耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)(de)水耗熱(re)(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數(shu)據可(ke)以(yi)看出，在(zai)(zai)電熔