電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原料配料、電弧熔融、破(po)碎、選別、粉碎、篩(shai)別、磁(ci)選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石，氧化鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)高，又(you)易于(yu)(yu)開(kai)采，因此，被廣泛用作(zuo)電熔(rong)氧化鎂(mei)(mei)(mei)的原料(liao)。采用菱鎂(mei)(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)(mei)分解產生(sheng)CO2氣體(ti)，由于(yu)(yu)有(you)大(da)量(liang)氣體(ti)從爐內(nei)排出影(ying)響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化鎂的結晶帶的形(xing)成(cheng)均有不利(li)影響(xiang)，由于(yu)大量(liang)塵料飛損，使物料損耗(hao)和(he)能量(liang)消耗(hao)增(zeng)高(gao)，也惡化了車(che)間生(sheng)產環境。但由于(yu)優質菱鎂礦石容(rong)易獲得，價格很低廉，所以，仍是(shi)我國(guo)電(dian)熔氧(yang)化鎂用得最(zui)(zui)多最(zui)(zui)廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石中氧化鎂(mei)的含(han)量高低和化學成分直接影響(xiang)到電熔凝(ning)氧化鎂(mei)的質(zhi)量，同時在電熔過程中也(ye)直接影響(xiang)到電熔凝(ning)氧化鎂(mei)得到的品級比(bi)例，因此(ci)，為了保證電熔凝(ning)氧化鎂(mei)的質(zhi)量和品級比(bi)例，必須對各種礦石進行適當的配比(bi)后進行熔煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中(zhong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量高于菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它也是(shi)一(yi)種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料，部分(fen)地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)化(hua)學(xue)成分(fen)見表2。

表(biao)2水鎂石的化(hua)學(xue)成分/%

③輕燒氧化(hua)鎂(mei)。以輕燒氧化(hua)鎂(mei)作為電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)原(yuan)料，可以使(shi)生產環境得到改善，可以降低運(yun)輸費(fei)用(yong)。由于(yu)電(dian)熔時排出氣體少，成分也較均勻，對提高電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)質量有利。

我(wo)國有一(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)制成球料入(ru)(ru)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)的氧化鎂(mei)(mei)含量達到98%，以(yi)此料能生(sheng)產(chan)出白色大結晶電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧化鎂(mei)(mei)。但由于成球費用(yong)高，影響生(sheng)產(chan)成本。目前，有的廠家采用(yong)反射爐(lu)輕(qing)(qing)燒(shao)氧化鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定的粒度加(jia)入(ru)(ru)熔(rong)(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)(rong)氧化鎂(mei)(mei)的質(zhi)量比(bi)用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本又比(bi)用(yong)球料作原料時(shi)便宜，因而得到了一(yi)定的推廣。

④燒(shao)結鎂砂(sha)(sha)。為(wei)(wei)了某(mou)些電(dian)熔凝氧化鎂的(de)(de)(de)特(te)殊要求，有時(shi)(shi)(shi)必(bi)須在(zai)電(dian)熔過(guo)程中(zhong)采(cai)用燒(shao)結鎂砂(sha)(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)，如采(cai)用海(hai)水(shui)鎂砂(sha)(sha)作為(wei)(wei)電(dian)熔原料(liao)，一(yi)般首(shou)先利(li)用處理(li)海(hai)水(shui)和石灰(hui)乳作用生產氫(qing)氧化鎂，將氫(qing)氧化鎂煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧化鎂。用其他方法也可(ke)以(yi)制得輕(qing)燒(shao)氧化鎂(詳見工(gong)業氧化鎂的(de)(de)(de)制取方法)，采(cai)用輕(qing)燒(shao)氧化鎂作為(wei)(wei)原料(liao)生產電(dian)熔凝氧化鎂。奧(ao)絲脫(tuo)(AusT)和拉(la)特(te)爾(er)(Ruttere)等研究認為(wei)(wei)，極少量的(de)(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang))也屬于(yu)晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜(za)質，可(ke)明(ming)顯影響(xiang)晶(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)(de)(de)長大。因(yin)為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)的(de)(de)(de)作用在(zai)于(yu)增加晶(jing)(jing)界(jie)運動所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)能(neng)量。當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量降低，其降低量與第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)(heng)截面(mian)積(ji)成正比(bi)，所(suo)以(yi)必(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)繼(ji)續運動。并(bing)且(qie)當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇(yu)時(shi)(shi)(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)(heng)截面(mian)積(ji)相(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)粒(li)(li)長大的(de)(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另(ling)一方面(mian)為(wei)了降(jiang)低電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的顯(xian)氣孔率(lv)，也(ye)應盡量減少(shao)原料氧(yang)化(hua)鎂(mei)的氣體(ti)排(pai)出，因(yin)此(ci)，采(cai)用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶的化(hua)學原料質(zhi)量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這些特性是同原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)力學(xue)本(ben)性如(ru)離子(zi)半徑的(de)(de)尺寸(cun)，離子(zi)的(de)(de)電(dian)位(wei)數值，離子(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)外層結構等相關聯。而氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)離子(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和電(dian)荷、陽(yang)離子(zi)和陰離子(zi)之間的(de)(de)結合(he)(he)特性和強度(du)、離子(zi)的(de)(de)極化(hua)作用(yong)、結晶構造(zao)等決定它(ta)是一高熔(rong)點化(hua)合(he)(he)物。

氧化鎂(mei)的熔點和結構參數：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結構類型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)制(zhi)造的(de)最重(zhong)要(yao)過(guo)程(cheng)是(shi)由各種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料，通(tong)過(guo)各種(zhong)形(xing)式的(de)加熱方法(fa)產生(sheng)(sheng)高溫使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要(yao)使氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須(xu)消耗大(da)(da)量的(de)熱能(neng)，以克(ke)服離子間的(de)引力(li)。通(tong)過(guo)強大(da)(da)電(dian)弧產生(sheng)(sheng)高溫而熔(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)方法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融法(fa)。這個(ge)融化(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱的(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體長大(da)(da)等(deng)一系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)(shui)過程。用水(shui)(shui)鎂(mei)石作(zuo)原料有一(yi)脫(tuo)水(shui)(shui)過程。水(shui)(shui)鎂(mei)石的主(zhu)要(yao)成(cheng)分是(shi)氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程。用菱鎂(mei)礦作為原料時(shi)有一(yi)個(ge)脫(tuo)碳(tan)過(guo)程，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程包(bao)括(kuo)兩個(ge)方面。一(yi)方面是(shi)菱鎂(mei)礦石(shi)的熱(re)分(fen)(fen)解，菱鎂(mei)礦石(shi)的主要成分(fen)(fen)是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過程中(zhong)(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧(yang)化鎂中(zhong)(zhong)加入(ru)石(shi)墨粉末添加物(助劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過程中(zhong)(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)墨電(dian)極)的下(xia)端(duan)用石(shi)墨粉末鋪成三角形或星形導線路，在(zai)(zai)通(tong)電(dian)過程中(zhong)(zhong)受(shou)熱燒(shao)損或完全燃燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)過程即(ji)氧化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子(zi)(zi)和氧離子(zi)(zi)在強電(dian)(dian)弧產生的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)(neng)作(zuo)用下(xia)(xia)，克服單晶體中的(de)(de)(de)(de)晶格能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)束縛，變成能(neng)(neng)自由(you)運(yun)動的(de)(de)(de)(de)過程。也就是(shi)說，氧化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由(you)固體變成液(ye)體，叫熔(rong)(rong)(rong)化(hua)。在這一過程中需(xu)消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)生產者對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料(liao)生產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)(de)比例如下(xia)(xia)：氧化(hua)鎂(mei)(mei)晶體生成熱(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生成熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷卻(que)爐殼的(de)(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表(biao)面(mian)散熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些(xie)統計數據可以看出，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)