電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原(yuan)料配料、電(dian)弧熔融(rong)、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類(lei)包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質菱(ling)鎂礦(kuang)石，氧化鎂含量高(gao)，又易于(yu)開采(cai)，因此，被(bei)廣泛(fan)用(yong)作電熔(rong)氧化鎂的(de)原(yuan)料(liao)。采(cai)用(yong)菱(ling)鎂石作原(yuan)料(liao)，碳(tan)酸鎂分解產(chan)生CO2氣體(ti)，由于(yu)有大量氣體(ti)從爐內排(pai)出(chu)影響著電熔(rong)過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成(cheng)均有不利影響，由于大量塵料飛損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增高，也(ye)惡化(hua)(hua)了(le)車間生產環境(jing)。但由于優質菱鎂(mei)礦(kuang)石容易獲得，價格很低廉，所(suo)以，仍是我(wo)國電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)用得最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中(zhong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含(han)量(liang)高(gao)低和(he)化(hua)(hua)學(xue)成分(fen)直接影(ying)響(xiang)到電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在(zai)電熔過程中(zhong)也(ye)直接影(ying)響(xiang)到電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得(de)到的(de)品級(ji)比(bi)例，因此(ci)，為了保證(zheng)電熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和(he)品級(ji)比(bi)例，必須對各種(zhong)礦石進(jin)(jin)行適當(dang)的(de)配比(bi)后進(jin)(jin)行熔煉(lian)。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我(wo)國的遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的礦源非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)。它也是一種(zhong)制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的原(yuan)料，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的化(hua)學成(cheng)分(fen)見(jian)表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)原(yuan)料，可(ke)以(yi)使生產(chan)環境得到改善，可(ke)以(yi)降低(di)運(yun)輸費用。由于電熔時排(pai)出(chu)氣體少，成分(fen)也較均勻(yun)，對提高(gao)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有(you)(you)一(yi)(yi)些電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)以輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐(lu)電(dian)熔。輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)化鎂(mei)含量達到(dao)98%，以此(ci)料(liao)能生產(chan)出白色大結晶(jing)電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)。但由于成球(qiu)費(fei)用(yong)高，影(ying)響生產(chan)成本(ben)。目前，有(you)(you)的(de)(de)廠(chang)家采用(yong)反(fan)射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)，以一(yi)(yi)定的(de)(de)粒(li)度加入熔爐(lu)電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量比用(yong)菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石好，成本(ben)又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因(yin)而得到(dao)了(le)一(yi)(yi)定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為了某(mou)些電熔凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特殊要(yao)求，有(you)時(shi)必須(xu)在(zai)電熔過(guo)程中采(cai)(cai)(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作為電熔原料，如采(cai)(cai)(cai)用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)砂(sha)作為電熔原料，一般首先利用(yong)處(chu)理(li)海水(shui)和(he)石灰乳作用(yong)生產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)其他方法也(ye)可(ke)以制得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取方法)，采(cai)(cai)(cai)用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為原料生產(chan)電熔凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研(yan)究認為，極少量(liang)的(de)(de)雜質氣體(ti)(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質，可(ke)明(ming)顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)長(chang)大(da)。因為雜質相(xiang)的(de)(de)作用(yong)在(zai)于增加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)運(yun)動(dong)所(suo)需的(de)(de)能量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能量(liang)降低，其降低量(liang)與第(di)二(er)(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)成正比(bi)，所(suo)以必須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才能離開第(di)二(er)(er)相(xiang)繼續運(yun)動(dong)。并且當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與第(di)二(er)(er)相(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)相(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變(bian)形，第(di)二(er)(er)相(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒(li)長(chang)大(da)的(de)(de)極限(xian)尺(chi)寸愈(yu)小。

另一方面為(wei)了降低電熔凝氧化鎂(mei)的(de)顯氣孔(kong)率，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)的(de)氣體排出，因(yin)此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電熔有其(qi)顯著優點。

⑤電熔氧(yang)化(hua)鎂單(dan)晶的化(hua)學(xue)原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性(xing)是同原子(zi)和(he)(he)分子(zi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)力學本(ben)性(xing)如(ru)離(li)(li)子(zi)半徑的(de)(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電位數值，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)外(wai)層結(jie)構等相關聯。而氧化鎂(mei)的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量(liang)和(he)(he)電荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)和(he)(he)陰(yin)離(li)(li)子(zi)之間(jian)的(de)(de)(de)結(jie)合(he)特性(xing)和(he)(he)強(qiang)度、離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)極化作用、結(jie)晶構造(zao)等決定它是一高熔點(dian)化合(he)物。

氧化鎂的熔點和結構參(can)數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂制造的(de)最重要(yao)過(guo)程是由各(ge)種(zhong)鎂質(zhi)原料(liao)，通過(guo)各(ge)種(zhong)形式的(de)加熱(re)方(fang)法產(chan)生高(gao)溫(wen)使(shi)鎂質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)化，變(bian)成氧(yang)化鎂熔(rong)體(ti)。要(yao)使(shi)氧(yang)化鎂熔(rong)融，必須消耗(hao)大(da)量的(de)熱(re)能，以克(ke)服離子(zi)間的(de)引力。通過(guo)強大(da)電(dian)弧(hu)產(chan)生高(gao)溫(wen)而熔(rong)化氧(yang)化鎂的(de)方(fang)法叫做(zuo)電(dian)弧(hu)熔(rong)融法。這個融化過(guo)程一(yi)般(ban)包括熱(re)的(de)傳(chuan)導(dao)、脫水、脫碳、熔(rong)化、析(xi)晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大(da)等一(yi)系列物理化學(xue)變(bian)化的(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。用(yong)水(shui)鎂石作原料有一(yi)脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂石的主要成分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程。用菱(ling)(ling)鎂(mei)礦作為原(yuan)料時(shi)有(you)一個脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程包括兩個方面。一方面是菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石的(de)(de)熱(re)分解(jie)，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石的(de)(de)主(zhu)要成分是碳(tan)(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔過程中(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化(hua)鎂中(zhong)加入石墨(mo)粉(fen)(fen)末添加物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔爐起動過程中(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的(de)下端用石墨(mo)粉(fen)(fen)末鋪成三角(jiao)形或(huo)星形導線路，在(zai)(zai)通電(dian)過程中(zhong)受熱燒損或(huo)完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)(zi)和氧(yang)離子(zi)(zi)在(zai)強電弧產生的(de)(de)熱能(neng)(neng)作(zuo)用下，克(ke)服單晶(jing)體中(zhong)(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)(neng)的(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)(neng)自由運動的(de)(de)過程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱到一(yi)定溫(wen)度(熔(rong)點)就會由固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一(yi)過程(cheng)中(zhong)(zhong)需消(xiao)(xiao)(xiao)耗大(da)量(liang)的(de)(de)電能(neng)(neng)。據電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產者對用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原(yuan)料(liao)生產電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱平衡的(de)(de)衡算，熱消(xiao)(xiao)(xiao)耗的(de)(de)比例如(ru)下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體生成(cheng)熱消(xiao)(xiao)(xiao)耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)(xiao)(xiao)耗熱值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成(cheng)熱耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗熱值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗熱值(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子(zi)(zi)表面散熱值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱值(zhi)(zhi)28.8%。電能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看出，在(zai)電熔(rong)