電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流程(cheng)主要包括：原料配(pei)料、電弧熔融、破(po)碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁(ci)選(xuan)、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有豐富的優質菱鎂礦石(shi)，氧(yang)化(hua)鎂含量高，又(you)易于開采，因此，被廣泛(fan)用作電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的原(yuan)(yuan)料。采用菱鎂石(shi)作原(yuan)(yuan)料，碳酸鎂分(fen)解產生CO2氣體，由于有大量氣體從爐內排(pai)出影響(xiang)著(zhu)電(dian)熔(rong)過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化鎂的結(jie)晶(jing)帶的形(xing)成均有(you)不利(li)影響，由(you)于大(da)量(liang)塵料飛損(sun)(sun)，使(shi)物料損(sun)(sun)耗和能量(liang)消耗增高，也惡化了車間(jian)生產環境。但由(you)于優(you)質菱鎂礦石容易獲得，價格很(hen)低廉，所(suo)以，仍是(shi)我國電熔氧(yang)化鎂用得最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)含量高低和(he)化(hua)學成分直接影響(xiang)到(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量，同時在電(dian)熔過程中(zhong)也直接影響(xiang)到(dao)電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得(de)到(dao)的(de)品級(ji)比例，因此，為了保證電(dian)熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量和(he)品級(ji)比例，必須對各(ge)種礦石(shi)(shi)進(jin)行適(shi)當的(de)配比后(hou)進(jin)行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的(de)(de)遼寧(ning)省水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)礦源非常(chang)豐富，水鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是(shi)一(yi)種制造電熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料，部分地區(qu)水鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)(de)化學成(cheng)分見表2。

表(biao)2水鎂石(shi)的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂作為電熔氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂原(yuan)料，可(ke)以(yi)使生產環境得到(dao)改善，可(ke)以(yi)降低(di)運輸費用(yong)。由于電熔時排出氣體少，成分也較均勻，對提高電熔氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂質(zhi)量有利。

我國有一(yi)些電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)料(liao)入爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)(liang)達(da)到98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)(sheng)產出白(bai)色大(da)結晶電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由(you)于成(cheng)(cheng)球(qiu)(qiu)費用高(gao)，影(ying)響生(sheng)(sheng)產成(cheng)(cheng)本。目前，有的(de)(de)廠家采用反射爐輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)粒度(du)加入熔(rong)(rong)(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量(liang)(liang)比用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好(hao)，成(cheng)(cheng)本又比用球(qiu)(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因(yin)而(er)得到了一(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)推廣(guang)。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)特(te)殊(shu)要求，有時(shi)必須(xu)在電(dian)熔過程中采(cai)用燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)料，如采(cai)用海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)電(dian)熔原(yuan)(yuan)料，一般首先利用處理海(hai)水(shui)和石灰乳(ru)作(zuo)用生(sheng)產(chan)氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用其他方(fang)(fang)法也(ye)可以制(zhi)得輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)取方(fang)(fang)法)，采(cai)用輕燒(shao)(shao)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)料生(sheng)產(chan)電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認為(wei)，極少量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)(de)雜(za)質，可明顯影響(xiang)晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)(de)長(chang)大。因為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用在于增加晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運動所需的(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，晶(jing)(jing)體能量(liang)(liang)(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)(liang)(liang)與第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成(cheng)正比，所以必須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能離(li)開第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運動。并(bing)且當晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時(shi)，與第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變形，第二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另(ling)一方(fang)面(mian)為(wei)了降低電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的顯(xian)(xian)氣孔(kong)率(lv)，也(ye)應盡(jin)量(liang)減少原料氧化(hua)鎂(mei)的氣體排出，因此，采用燒(shao)結鎂(mei)砂電(dian)(dian)熔(rong)有其顯(xian)(xian)著(zhu)優點(dian)。

⑤電熔(rong)氧化鎂單晶的(de)化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同(tong)原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等相(xiang)關聯(lian)。而(er)氧化(hua)鎂(mei)的(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合特性和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作(zuo)用、結晶(jing)構造等決定它是一高熔(rong)點化(hua)合物。

氧化鎂的(de)熔點和結構參數：陽(yang)離(li)子半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半(ban)徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效(xiao)配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的最重要過(guo)程是(shi)由(you)各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料(liao)，通過(guo)各種形式的加熱(re)方(fang)法(fa)(fa)產生高溫使鎂(mei)(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔體。要使氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔融(rong)，必(bi)須消耗大(da)量的熱(re)能，以克服離子間的引力。通過(guo)強(qiang)大(da)電(dian)(dian)弧產生高溫而(er)熔化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的方(fang)法(fa)(fa)叫做電(dian)(dian)弧熔融(rong)法(fa)(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱(re)的傳導、脫水、脫碳(tan)、熔化(hua)(hua)、析晶、晶體長(chang)大(da)等一系(xi)列物(wu)理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過(guo)程。用水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石作原(yuan)料有一脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石的主(zhu)要成分是氫(qing)氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)作為(wei)原料時有一個脫碳過(guo)程(cheng)，脫碳過(guo)程(cheng)包括(kuo)兩個方面。一方面是菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石的熱分(fen)解(jie)，菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石的主(zhu)要成分(fen)是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過程(cheng)中往(wang)往(wang)在(zai)(zai)原料氧化鎂中加(jia)(jia)入石墨粉末添(tian)加(jia)(jia)物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐(lu)起動過程(cheng)中需(xu)在(zai)(zai)三電(dian)極(石墨電(dian)極)的下端用(yong)石墨粉末鋪成(cheng)三角(jiao)形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)(zai)通電(dian)過程(cheng)中受熱燒損(sun)或完全燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程即氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子和(he)氧離子在(zai)強電(dian)弧產生的(de)熱(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下(xia)，克服單(dan)晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛，變(bian)成(cheng)(cheng)能(neng)自由運動的(de)過程。也(ye)就是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一定(ding)溫(wen)度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由固體(ti)變(bian)成(cheng)(cheng)液體(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一過程中(zhong)需消(xiao)(xiao)耗大量的(de)電(dian)能(neng)。據電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產者對用(yong)水(shui)鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗的(de)比例如下(xia)：氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體(ti)生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗值(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)水(shui)耗熱(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散熱(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損(sun)失值(zhi)3.2%，從(cong)這些(xie)統計數據可以看(kan)出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)