電弧熔爐生(sheng)產電熔氧化(hua)鎂的工藝流程主要(yao)包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破碎(sui)、選(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁(ci)選(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐(feng)富的(de)(de)優質菱鎂(mei)礦石，氧化鎂(mei)含量高，又(you)易(yi)于開(kai)采(cai)，因此，被廣泛(fan)用作(zuo)電(dian)熔氧化鎂(mei)的(de)(de)原料(liao)(liao)。采(cai)用菱鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐內排出影(ying)響著電(dian)熔過程(cheng)的(de)(de)進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成均有(you)不利(li)影響，由(you)于大量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗和能量(liang)消(xiao)耗增高，也惡(e)化(hua)了車(che)間生產環境。但由(you)于優質(zhi)菱(ling)鎂(mei)礦石容(rong)易獲得，價格很低(di)廉(lian)，所以(yi)，仍(reng)是我國電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)用得最(zui)多最(zui)廣泛的原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石(shi)中(zhong)(zhong)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)含(han)量(liang)高低和化(hua)(hua)(hua)學(xue)成分直(zhi)接影響(xiang)到(dao)電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)質量(liang)，同時在電熔過(guo)程中(zhong)(zhong)也(ye)直(zhi)接影響(xiang)到(dao)電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂得到(dao)的(de)(de)品級(ji)比例，因此，為了保證電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)質量(liang)和品級(ji)比例，必須對各種礦石(shi)進行適當的(de)(de)配比后進行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的(de)遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)。它(ta)也是一種制造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)原料，部分地區(qu)水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)化學成分見表2。

表2水鎂石(shi)的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂。以(yi)(yi)輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂作為電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂原料，可(ke)(ke)以(yi)(yi)使生產(chan)環(huan)境得到(dao)改善，可(ke)(ke)以(yi)(yi)降低(di)運輸費用。由(you)于電(dian)熔(rong)(rong)時排出氣體少，成分也(ye)較(jiao)均勻，對提高電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂質量(liang)有利。

我(wo)國有一(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球料入爐電(dian)熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量達到(dao)98%，以此(ci)料能生產出白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成(cheng)球費用(yong)高(gao)，影(ying)響生產成(cheng)本。目前，有的(de)廠家采用(yong)反(fan)射(she)爐輕燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以一(yi)定(ding)的(de)粒度加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本又比(bi)用(yong)球料作原(yuan)料時便宜，因(yin)而得到(dao)了一(yi)定(ding)的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)砂。為了某些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)特殊要求，有(you)時(shi)(shi)(shi)必(bi)須(xu)在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)燒(shao)結鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原(yuan)料，如采(cai)用(yong)海(hai)水鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原(yuan)料，一般首先利用(yong)處(chu)理(li)海(hai)水和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。用(yong)其他方法也(ye)可以制得輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)制取方法)，采(cai)用(yong)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為原(yuan)料生產電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認(ren)為，極(ji)(ji)少量(liang)(liang)(liang)的(de)雜質氣體(ti)(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質，可明(ming)顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長大。因為雜質相(xiang)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)能量(liang)(liang)(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能量(liang)(liang)(liang)降低，其降低量(liang)(liang)(liang)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)橫截面(mian)積成(cheng)正(zheng)比(bi)，所以必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)才能離開第(di)二(er)(er)相(xiang)繼續運動。并且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)(shi)(shi)，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)二(er)(er)相(xiang)數量(liang)(liang)(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)極(ji)(ji)限尺寸(cun)愈(yu)小。

另一方面為了降低電(dian)熔凝氧化鎂的顯氣(qi)孔(kong)率(lv)，也應盡量(liang)減少原料(liao)氧化鎂的氣(qi)體(ti)排(pai)出，因(yin)此(ci)，采用燒結鎂砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)(hua)學(xue)原料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些(xie)特(te)性是同原子(zi)和(he)分子(zi)的量子(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)半(ban)徑的尺寸，離(li)(li)子(zi)的電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)的電(dian)子(zi)外層結(jie)(jie)構(gou)等相(xiang)關(guan)聯。而氧化鎂的離(li)(li)子(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)之間的結(jie)(jie)合(he)特(te)性和(he)強度、離(li)(li)子(zi)的極化作用、結(jie)(jie)晶(jing)構(gou)造(zao)等決定它是一高熔點化合(he)物(wu)。

氧化鎂的熔(rong)點和(he)結構(gou)參數：陽離子(zi)(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)(zi)半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配(pei)位數6;有效(xiao)配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)(dian)熔凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)制造的(de)最重要(yao)(yao)過程(cheng)是(shi)由各種鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質原(yuan)料(liao)，通過各種形式的(de)加熱(re)方法產生高溫使鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質材料(liao)(MgO)熔化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)熔體。要(yao)(yao)使氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)熔融(rong)，必須(xu)消耗(hao)大(da)量(liang)的(de)熱(re)能，以克服(fu)離子間的(de)引(yin)力(li)。通過強大(da)電(dian)(dian)弧產生高溫而熔化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)方法叫做電(dian)(dian)弧熔融(rong)法。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)一般包(bao)括熱(re)的(de)傳(chuan)導、脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)碳、熔化(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體長大(da)等一系列物(wu)理(li)化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過程(cheng)。

①脫水過(guo)程。用水鎂石作原料有一脫水過(guo)程。水鎂石的主要成分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫水過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程。用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原(yuan)料時有一(yi)個脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程，脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程包括兩個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是(shi)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的熱分(fen)解，菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的主要(yao)成分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過程中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石墨(mo)粉(fen)末添加(jia)物(助劑(ji))，在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過程中(zhong)需在(zai)(zai)(zai)三(san)電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下端用石墨(mo)粉(fen)末鋪成三(san)角形(xing)或(huo)星形(xing)導線路(lu)，在(zai)(zai)(zai)通(tong)電(dian)過程中(zhong)受熱燒損(sun)或(huo)完(wan)全燃燒除去(qu)石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過程。熔化(hua)(hua)過程即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和氧(yang)離(li)子在(zai)強電弧產生的(de)(de)(de)(de)熱能作(zuo)用下，克服單(dan)晶體中的(de)(de)(de)(de)晶格能的(de)(de)(de)(de)束縛，變成能自(zi)由(you)運動的(de)(de)(de)(de)過程。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱到一定溫度(du)(熔點)就(jiu)會(hui)由(you)固(gu)體變成液體，叫熔化(hua)(hua)。在(zai)這一過程中需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)(de)電能。據電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生產者對用水鎂(mei)石作(zuo)原料生產電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)熱平衡的(de)(de)(de)(de)衡算，熱消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體生成熱消(xiao)耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成熱耗(hao)(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)(de)(de)水耗(hao)(hao)熱值(zhi)(zhi)7.9%，爐子表面散熱值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱值(zhi)(zhi)28.8%。電能損失(shi)值(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統計(ji)數據可以看出，在(zai)電熔