電弧熔爐生產(chan)電熔氧化(hua)鎂的(de)工藝(yi)流程主(zhu)要包括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破(po)碎、選(xuan)別、粉(fen)碎、篩別、磁選(xuan)、分類包裝(zhuang)等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優(you)質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦石，氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用(yong)作電熔(rong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的原(yuan)料。采(cai)用(yong)菱鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)分解(jie)產(chan)生(sheng)CO2氣(qi)體，由于有(you)大量氣(qi)體從(cong)爐內排出影響著(zhu)電熔(rong)過程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)(hua)鎂的結晶帶的形(xing)成(cheng)均有不利影響，由(you)于大(da)量塵(chen)料飛損(sun)，使物料損(sun)耗和能(neng)量消耗增高，也惡化(hua)(hua)了車間生(sheng)產(chan)環境。但由(you)于優質菱鎂礦石容(rong)易獲(huo)得，價格很低廉，所(suo)以(yi)，仍是我國電熔氧化(hua)(hua)鎂用(yong)得最多(duo)最廣泛的原(yuan)料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)含(han)量(liang)高(gao)低和化(hua)學(xue)成分直接(jie)影響到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)，同時在電熔(rong)(rong)過程中(zhong)也(ye)直接(jie)影響到電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得(de)到的(de)(de)品級(ji)比例，因此，為了(le)保證電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)和品級(ji)比例，必須(xu)對各種礦石(shi)進行(xing)適當的(de)(de)配比后進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石。我國的(de)(de)遼寧省水鎂(mei)(mei)石的(de)(de)礦源非(fei)常豐富(fu)，水鎂(mei)(mei)石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量高于菱鎂(mei)(mei)礦石。它(ta)也是(shi)一種制造(zao)電熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)原(yuan)料，部分地區(qu)水鎂(mei)(mei)石的(de)(de)化(hua)(hua)學成分見(jian)表2。

表2水鎂(mei)石的化(hua)學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化鎂。以輕(qing)燒氧(yang)化鎂作為電(dian)熔氧(yang)化鎂原料，可(ke)以使生產環境(jing)得到改善(shan)，可(ke)以降低運輸費用(yong)。由于電(dian)熔時排出(chu)氣體(ti)少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧(yang)化鎂質量有(you)利。

我(wo)國有一(yi)些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料(liao)入(ru)(ru)爐(lu)(lu)電(dian)熔。輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)(liang)達到(dao)98%，以此料(liao)能生產(chan)出白色(se)大結晶電(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成球(qiu)費用高，影響(xiang)生產(chan)成本。目前，有的(de)(de)廠家采用反(fan)射爐(lu)(lu)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以一(yi)定的(de)(de)粒度加入(ru)(ru)熔爐(lu)(lu)電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)(liang)比用菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成本又比用球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到(dao)了(le)一(yi)定的(de)(de)推廣(guang)。

④燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為(wei)(wei)了(le)某些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求，有(you)時必(bi)(bi)須(xu)(xu)在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過(guo)程中采用(yong)燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，如采用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為(wei)(wei)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)原料(liao)，一般首先利用(yong)處理海(hai)水和石灰(hui)乳作用(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒成(cheng)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他方(fang)法也可(ke)以制得輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取方(fang)法)，采用(yong)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作為(wei)(wei)原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)的(de)雜質氣(qi)體(ti)(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體(ti)的(de)雜質，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)長大(da)(da)。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)的(de)作用(yong)在于(yu)增(zeng)加晶(jing)(jing)界(jie)運(yun)動所(suo)需(xu)的(de)能(neng)(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與第(di)二相(xiang)橫(heng)截面(mian)積成(cheng)正比(bi)，所(suo)以必(bi)(bi)須(xu)(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)二相(xiang)繼(ji)續運(yun)動。并(bing)且當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二相(xiang)相(xiang)遇時，與第(di)二相(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)(bi)須(xu)(xu)變形，第(di)二相(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長大(da)(da)的(de)極(ji)限尺(chi)寸愈小。

另一方面為了降低(di)電(dian)熔凝氧(yang)化鎂的(de)顯氣(qi)孔率，也應(ying)盡量減少(shao)原料(liao)氧(yang)化鎂的(de)氣(qi)體排出，因此，采用燒結鎂砂電(dian)熔有其(qi)顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原(yuan)子(zi)和分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學(xue)本性(xing)如離(li)(li)子(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)外層結(jie)(jie)構等相(xiang)關聯(lian)。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質量和電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)和陰(yin)離(li)(li)子(zi)之間的(de)(de)結(jie)(jie)合(he)特性(xing)和強度、離(li)(li)子(zi)的(de)(de)極化(hua)作用、結(jie)(jie)晶構造等決(jue)定它是一高熔點化(hua)合(he)物。

氧(yang)化鎂的熔點(dian)和結構(gou)參數(shu)：陽(yang)離(li)子半徑(jing)0.074mm;陰離(li)子半徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型(xing)NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最重(zhong)要(yao)(yao)過程(cheng)(cheng)(cheng)是(shi)由各種鎂(mei)質原(yuan)料，通(tong)過各種形(xing)式(shi)的(de)(de)加熱方法(fa)產生(sheng)高溫使鎂(mei)質材料(MgO)熔化(hua)(hua)，變成(cheng)氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔體(ti)。要(yao)(yao)使氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔融，必須消耗大量的(de)(de)熱能(neng)，以克服離子間的(de)(de)引(yin)力。通(tong)過強大電弧產生(sheng)高溫而(er)熔化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)方法(fa)叫做電弧熔融法(fa)。這個融化(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)(cheng)一般包括熱的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大等(deng)一系列(lie)物理(li)化(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)的(de)(de)過程(cheng)(cheng)(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程。用(yong)水(shui)鎂(mei)石作原(yuan)料(liao)有一脫水(shui)過(guo)程。水(shui)鎂(mei)石的主要(yao)成分是(shi)氫(qing)氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂礦作為原料時有(you)一(yi)個(ge)脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)包括兩(liang)個(ge)方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱(ling)鎂礦石的熱(re)分(fen)解，菱(ling)鎂礦石的主要成分(fen)是碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔過程中往往在(zai)原料氧化鎂中加(jia)入(ru)石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)添加(jia)物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過程中需在(zai)三電(dian)極(ji)(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)極(ji))的下端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三角形(xing)或星形(xing)導線(xian)路，在(zai)通電(dian)過程中受(shou)熱燒(shao)損或完全(quan)燃燒(shao)除去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子和氧(yang)離子在(zai)強電弧(hu)產生(sheng)(sheng)的熱(re)能作(zuo)用下，克(ke)服單晶(jing)體中的晶(jing)格能的束縛，變成(cheng)(cheng)能自(zi)由運(yun)動的過(guo)(guo)程(cheng)。也就(jiu)是(shi)說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)到一(yi)定(ding)溫度(熔(rong)(rong)點(dian))就(jiu)會由固體變成(cheng)(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)(guo)程(cheng)中需消耗(hao)(hao)(hao)大(da)量的電能。據電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)(sheng)產者對(dui)用水(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的熱(re)平衡的衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)的比例如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐(lu)殼的水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面(mian)散(san)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走(zou)熱(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電能損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可以看出，在(zai)電熔(rong)(rong)