電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流(liu)程主(zhu)要包括：原(yuan)料配(pei)料、電弧熔融、破碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩(shai)別、磁選(xuan)、分類(lei)包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐富的(de)優(you)質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧化鎂(mei)(mei)含(han)量(liang)高，又易于開采，因此，被廣泛用(yong)作電熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料。采用(yong)菱鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由(you)于有(you)大量(liang)氣體從(cong)爐內排(pai)出影響著電熔過程的(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成(cheng)均(jun)有(you)不利影響，由(you)于(yu)大量(liang)塵料飛損(sun)，使物(wu)料損(sun)耗和能量(liang)消耗增高，也惡化(hua)了(le)車間生(sheng)產環境。但(dan)由(you)于(yu)優(you)質菱(ling)鎂礦石容易獲得(de)，價(jia)格很低廉，所以，仍是我國電熔氧化(hua)鎂用(yong)得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)中氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)含量(liang)(liang)高低和化學成分(fen)直接影響(xiang)到(dao)(dao)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)(liang)，同時在電(dian)熔過(guo)程中也直接影響(xiang)到(dao)(dao)電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)得(de)到(dao)(dao)的(de)品(pin)級比例，因此，為了保證電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量(liang)(liang)和品(pin)級比例，必須對各種(zhong)礦石(shi)進行(xing)適當的(de)配比后進行(xing)熔煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧(ning)省(sheng)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是(shi)一(yi)種制造電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料(liao)，部分(fen)地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)化學成分(fen)見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂。以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂作(zuo)為電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂原料(liao)，可以使(shi)生產(chan)環境得到改(gai)善(shan)，可以降(jiang)低運輸(shu)費(fei)用(yong)。由于電(dian)(dian)熔時排出氣(qi)體少，成分也較均勻(yun)，對提高電(dian)(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂質量有利。

我國有一些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂以輕(qing)(qing)(qing)燒氧化(hua)鎂制(zhi)成球料(liao)(liao)入(ru)爐電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)(qing)燒氧化(hua)鎂的氧化(hua)鎂含量達到(dao)98%，以此料(liao)(liao)能生產(chan)出白色大結(jie)晶(jing)電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂。但由于成球費用高，影(ying)響生產(chan)成本。目前(qian)，有的廠家采用反射(she)爐輕(qing)(qing)(qing)燒氧化(hua)鎂，以一定(ding)的粒度(du)加(jia)入(ru)熔(rong)爐電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂的質量比用菱鎂礦石(shi)好，成本又比用球料(liao)(liao)作(zuo)原料(liao)(liao)時(shi)便宜，因(yin)而得(de)到(dao)了一定(ding)的推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)(wei)了某(mou)些(xie)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的特(te)殊要求(qiu)，有(you)時必須(xu)(xu)在電(dian)(dian)熔(rong)過(guo)程中采(cai)用(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料，如采(cai)用(yong)海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)熔(rong)原料，一般首(shou)先利用(yong)處理海水(shui)和石(shi)灰乳作(zuo)用(yong)生(sheng)產(chan)(chan)氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)其(qi)他方法也可以(yi)制得輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工(gong)業(ye)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的制取方法)，采(cai)用(yong)輕燒(shao)(shao)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)原料生(sheng)產(chan)(chan)電(dian)(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)(wei)(wei)，極少量(liang)(liang)的雜質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)體的雜質(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)粒(li)的長大。因為(wei)(wei)(wei)雜質(zhi)相(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)在于增加晶(jing)界(jie)運動所(suo)需的能量(liang)(liang)。當晶(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能量(liang)(liang)降低，其(qi)降低量(liang)(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積成(cheng)正比(bi)，所(suo)以(yi)必須(xu)(xu)提高晶(jing)界(jie)能，晶(jing)界(jie)才能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積相(xiang)(xiang)等的晶(jing)界(jie)必須(xu)(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)粒(li)長大的極限尺寸愈(yu)小。

另一方面(mian)為了降低電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)顯氣孔率，也應(ying)盡量減少(shao)原(yuan)料氧化鎂(mei)的(de)氣體排出，因(yin)此，采用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)有(you)其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的(de)化(hua)學(xue)原(yuan)料(liao)質(zhi)量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性是同原子(zi)(zi)(zi)和分子(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學本(ben)性如離子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電位數值，離子(zi)(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)(zi)外層(ceng)結構(gou)等相關聯。而(er)氧化(hua)鎂的(de)離子(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和電荷、陽(yang)離子(zi)(zi)(zi)和陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)之間的(de)結合特(te)性和強度、離子(zi)(zi)(zi)的(de)極化(hua)作用、結晶構(gou)造等決定它是一高熔點化(hua)合物。

氧化鎂(mei)的熔點(dian)(dian)和結構參數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰(yin)離子(zi)半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)(wei)數6;有效配位(wei)(wei)數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)(dian)2800℃。

電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)(de)最重要(yao)過(guo)程(cheng)(cheng)是由(you)各種鎂(mei)(mei)質原料，通過(guo)各種形式(shi)的(de)(de)加熱方法(fa)(fa)產(chan)生高溫使鎂(mei)(mei)質材料(MgO)熔化(hua)，變(bian)成(cheng)氧化(hua)鎂(mei)(mei)熔體。要(yao)使氧化(hua)鎂(mei)(mei)熔融，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱能，以(yi)克服離子(zi)間的(de)(de)引(yin)力。通過(guo)強大(da)電弧產(chan)生高溫而熔化(hua)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)方法(fa)(fa)叫做電弧熔融法(fa)(fa)。這個(ge)融化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)一(yi)般包括(kuo)熱的(de)(de)傳導、脫水(shui)、脫碳、熔化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大(da)等一(yi)系列(lie)物理化(hua)學(xue)變(bian)化(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)作原(yuan)料有一(yi)脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的主要成分是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦作為(wei)原料時有一個脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包括兩個方(fang)面。一方(fang)面是菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石的熱分解，菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石的主要成分是碳酸(suan)鎂(mei)(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往往在原料氧(yang)化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末添加物(助(zhu)劑)，在電熔(rong)爐起動過程(cheng)中(zhong)需在三(san)電極(石(shi)墨(mo)電極)的下端用石(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成三(san)角形或星(xing)形導(dao)線路，在通電過程(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損或完全(quan)燃(ran)燒(shao)除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)過程。熔(rong)化(hua)(hua)過程即(ji)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和(he)氧(yang)(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)弧產(chan)生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)能作用下，克服(fu)單晶體(ti)中的(de)(de)晶格能的(de)(de)束縛，變成能自由(you)運動的(de)(de)過程。也就是(shi)說，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)到(dao)一定溫度(熔(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)。在這(zhe)一過程中需消耗(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石作原料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)的(de)(de)比(bi)例如下：氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生成熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)消耗(hao)(hao)值34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值15.3%，散(san)砂生成熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)值3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值7.9%，爐子(zi)表面散(san)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)能損失值3.2%，從這(zhe)些統(tong)計數據可以看出，在電(dian)熔(rong)