電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工藝(yi)流程(cheng)主(zhu)要包括：原料配料、電弧熔融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐富的(de)優(you)質菱鎂(mei)礦石(shi)，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量高，又(you)易于開(kai)采(cai)，因此，被廣泛(fan)用作電(dian)熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)原(yuan)料。采(cai)用菱鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有(you)大(da)量氣體從爐內排出影響著電(dian)熔過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧化(hua)鎂的(de)結晶(jing)帶(dai)的(de)形成均有不利影響，由于大量塵料飛損，使物料損耗和能量消耗增高(gao)，也惡化(hua)了車間生產(chan)環(huan)境(jing)。但由于優質(zhi)菱鎂礦石容(rong)易獲得(de)，價(jia)格很低(di)廉，所以(yi)，仍(reng)是我國電(dian)熔氧化(hua)鎂用得(de)最多最廣泛(fan)的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)中(zhong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和化學成分直(zhi)接(jie)影響(xiang)到電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時(shi)在(zai)電(dian)熔過(guo)程中(zhong)也直(zhi)接(jie)影響(xiang)到電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)得到的(de)品級比例(li)，因(yin)此，為了保證電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品級比例(li)，必須對各種礦(kuang)石(shi)進行(xing)適當的(de)配(pei)比后進行(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)石。我(wo)國的遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)石的礦(kuang)(kuang)源非常(chang)豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石。它(ta)也(ye)是一種制造電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的原料，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)石的化(hua)(hua)學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的(de)化學(xue)成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)作為(wei)電熔氧(yang)化鎂(mei)原料，可(ke)以(yi)使生產環境得到改善，可(ke)以(yi)降(jiang)低運輸費用(yong)。由(you)于電熔時排(pai)出氣體少(shao)，成分也較均勻，對提高電熔氧(yang)化鎂(mei)質(zhi)量(liang)有利(li)。

我(wo)國有(you)一(yi)些電(dian)熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)(cheng)球料(liao)入(ru)爐電(dian)熔。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)達(da)到98%，以此料(liao)能生(sheng)產出白(bai)色大結晶電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成(cheng)(cheng)(cheng)球費用(yong)(yong)高，影響(xiang)生(sheng)產成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)。目(mu)前，有(you)的廠家采用(yong)(yong)反(fan)射(she)爐輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的粒度加入(ru)熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的質量(liang)比(bi)用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)又(you)比(bi)用(yong)(yong)球料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜，因而得到了(le)一(yi)定的推廣。

④燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求(qiu)，有時必須(xu)在(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)程中采(cai)用(yong)燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原(yuan)(yuan)料(liao)，一般首先(xian)利用(yong)處理海水和(he)石灰乳(ru)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)生(sheng)產氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒成(cheng)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法也(ye)可(ke)以制(zhi)得輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)輕(qing)(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)料(liao)生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研究認為(wei)，極少(shao)量(liang)的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)氣(qi)體(ti)(相(xiang))也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)，可(ke)明顯(xian)影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大(da)。因為(wei)雜(za)質(zhi)(zhi)相(xiang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所需的(de)(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)降(jiang)低，其(qi)降(jiang)低量(liang)與第(di)二(er)相(xiang)橫截(jie)面積成(cheng)正比，所以必須(xu)提高(gao)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才(cai)能離開第(di)二(er)相(xiang)繼續運(yun)動。并(bing)且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與第(di)二(er)相(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長(chang)大(da)的(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另(ling)一方面(mian)為了(le)降低電(dian)熔(rong)凝氧化鎂的(de)顯氣孔率，也應盡量減(jian)少(shao)原料氧化鎂的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂砂電(dian)熔(rong)有其顯著優點。

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

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子和分子的(de)(de)量子力(li)學本性(xing)如離(li)(li)子半徑(jing)的(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子的(de)(de)電(dian)子外層結(jie)構等相關(guan)聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子尺(chi)寸、質量和電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)子和陰離(li)(li)子之間的(de)(de)結(jie)合(he)特性(xing)和強(qiang)度、離(li)(li)子的(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)晶構造等決定它是一高熔點(dian)化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)點(dian)和(he)結(jie)構參數(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的(de)(de)最(zui)重(zhong)要(yao)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)(mei)(mei)質原料，通(tong)(tong)過(guo)各(ge)種形式的(de)(de)加(jia)熱方(fang)法產(chan)生(sheng)高(gao)溫使鎂(mei)(mei)(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)，變成氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)。要(yao)使氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)(rong)融，必(bi)須消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)熱能(neng)，以克服離(li)子間的(de)(de)引(yin)力。通(tong)(tong)過(guo)強大(da)電弧(hu)產(chan)生(sheng)高(gao)溫而熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)方(fang)法叫做(zuo)電弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)一般包(bao)括熱的(de)(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等(deng)一系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)程。用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)作原料(liao)有一脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的主(zhu)要成(cheng)分(fen)是氫氧(yang)化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)(shui)過(guo)(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱鎂(mei)礦作(zuo)為原料(liao)時有一(yi)個脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包(bao)括兩個方面。一(yi)方面是菱鎂(mei)礦石的熱分解，菱鎂(mei)礦石的主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)電熔過(guo)程中(zhong)往往在(zai)原(yuan)料氧化鎂中(zhong)加(jia)入(ru)石墨(mo)粉末添加(jia)物(助劑)，在(zai)電熔爐(lu)起動過(guo)程中(zhong)需在(zai)三電極(ji)(石墨(mo)電極(ji))的下端用石墨(mo)粉末鋪成三角形或星形導(dao)線(xian)路，在(zai)通電過(guo)程中(zhong)受熱(re)燒(shao)(shao)損或完全燃燒(shao)(shao)除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)過程(cheng)(cheng)即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)(yong)下，克服單(dan)晶體(ti)中的(de)晶格能(neng)的(de)束(shu)縛，變成(cheng)能(neng)自由運動的(de)過程(cheng)(cheng)。也(ye)就(jiu)是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)。在這一過程(cheng)(cheng)中需(xu)消(xiao)耗(hao)大量的(de)電(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者(zhe)對用(yong)(yong)水鎂(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)平衡的(de)衡算(suan)，熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)比例(li)如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值34.9%，渣(zha)皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)值7.9%，爐子(zi)表(biao)面散熱(re)(re)(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值3.2%，從這些統計(ji)數據可以(yi)看(kan)出，在電(dian)(dian)熔(rong)