電弧熔爐生(sheng)產電熔氧化鎂的工藝(yi)流程主(zhu)要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包(bao)裝(zhuang)等。

(1)原料

我(wo)國有豐(feng)富的(de)(de)優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石，氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量高，又易(yi)于(yu)開采，因此，被廣(guang)泛用作電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)石作原料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣(qi)體，由于(yu)有大量氣(qi)體從爐(lu)內排出(chu)影(ying)響(xiang)著電(dian)熔過程(cheng)的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔氧化(hua)鎂(mei)的結(jie)晶帶(dai)的形成(cheng)均有不利影響，由于大(da)量(liang)塵料飛損，使物料損耗(hao)和(he)能(neng)量(liang)消耗(hao)增高，也(ye)惡化(hua)了車間生產環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得(de)，價格(ge)很低廉，所(suo)以(yi)，仍是我(wo)國電熔氧化(hua)鎂(mei)用得(de)最多最廣泛的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石中(zhong)(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)含(han)量高低和(he)化(hua)學(xue)成分(fen)直接影響(xiang)到電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量，同時在電熔(rong)(rong)過程中(zhong)(zhong)也直接影響(xiang)到電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)得到的(de)(de)品級(ji)比例，因此，為了保證(zheng)電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量和(he)品級(ji)比例，必(bi)須對各(ge)種礦石進行(xing)適當的(de)(de)配比后(hou)進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)石(shi)。我(wo)國的(de)(de)(de)遼寧(ning)省水鎂(mei)石(shi)的(de)(de)(de)礦(kuang)源(yuan)非常(chang)豐富，水鎂(mei)石(shi)中氧化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石(shi)。它也(ye)是一(yi)種制造(zao)電熔凝氧化鎂(mei)的(de)(de)(de)原料，部分(fen)地區水鎂(mei)石(shi)的(de)(de)(de)化學成分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分(fen)/%

③輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)作為電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使生產環境(jing)得到改善，可以降(jiang)低運輸費用(yong)。由(you)于電(dian)熔(rong)時排出氣體(ti)少，成分也較(jiao)均(jun)勻，對(dui)提高電(dian)熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我(wo)國有一(yi)(yi)些(xie)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以(yi)(yi)輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)(qiu)料入爐電(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)(yi)此料能生產(chan)出(chu)白(bai)色大結晶(jing)電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球(qiu)(qiu)費用(yong)高(gao)，影響生產(chan)成(cheng)本。目(mu)前(qian)，有的(de)廠家采用(yong)反射爐輕(qing)(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以(yi)(yi)一(yi)(yi)定的(de)粒度加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質量比用(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本又比用(yong)球(qiu)(qiu)料作原料時便宜，因而(er)得(de)到(dao)了一(yi)(yi)定的(de)推廣。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的特(te)殊要求，有時必(bi)須(xu)在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中采用(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)原料，如采用(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)原料，一般首先(xian)利用(yong)處理海(hai)水和石灰乳作(zuo)用(yong)生產氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)其他(ta)方法(fa)也可以制得輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的制取(qu)方法(fa))，采用(yong)輕(qing)燒(shao)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料生產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉(la)特(te)爾(Ruttere)等研究(jiu)認為(wei)(wei)，極(ji)少量(liang)的雜(za)質(zhi)氣體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于(yu)(yu)晶(jing)體(ti)的雜(za)質(zhi)，可明顯影(ying)響晶(jing)粒的長大(da)。因為(wei)(wei)雜(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的作(zuo)用(yong)在于(yu)(yu)增加晶(jing)界(jie)運(yun)動所需的能(neng)量(liang)。當晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積成正(zheng)比(bi)，所以必(bi)須(xu)提(ti)高晶(jing)界(jie)能(neng)，晶(jing)界(jie)才能(neng)離開(kai)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當晶(jing)界(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)等的晶(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)粒長大(da)的極(ji)限尺寸愈小。

另一(yi)方面(mian)為了降(jiang)低(di)電熔凝氧化鎂(mei)的顯(xian)氣孔率，也應盡量減少原料氧化鎂(mei)的氣體(ti)排出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔有其顯(xian)著優點(dian)。

⑤電熔氧(yang)化鎂單(dan)晶的化學原料質量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)(shi)同(tong)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學(xue)本性如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半(ban)徑(jing)的(de)(de)(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位(wei)數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)層結構(gou)等(deng)相關(guan)聯。而氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸(cun)、質量(liang)和電荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)(de)結合特性和強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化作用、結晶(jing)構(gou)造等(deng)決定它是(shi)(shi)一高熔點化合物。

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

電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制造的最(zui)重要過(guo)(guo)(guo)程(cheng)是由各種鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)原料，通(tong)過(guo)(guo)(guo)各種形式的加熱(re)(re)方法產(chan)生高溫(wen)使(shi)鎂(mei)(mei)(mei)質(zhi)材(cai)料(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)體(ti)。要使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大(da)(da)量的熱(re)(re)能(neng)，以克服離(li)子間的引(yin)力。通(tong)過(guo)(guo)(guo)強大(da)(da)電(dian)弧產(chan)生高溫(wen)而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的方法叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法。這個(ge)融(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱(re)(re)的傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大(da)(da)等一(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)程。用水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料有一脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)程。水(shui)(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)的主要成分(fen)是氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)(shui)(shui)過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱鎂礦作為原料時(shi)有一(yi)個(ge)脫碳過程，脫碳過程包括(kuo)兩個(ge)方面(mian)。一(yi)方面(mian)是(shi)菱鎂礦石(shi)的(de)熱分(fen)解，菱鎂礦石(shi)的(de)主要成(cheng)分(fen)是(shi)碳酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入(ru)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)粉末添(tian)加(jia)物(wu)(助劑(ji))，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過程(cheng)中(zhong)需在(zai)(zai)三(san)(san)電(dian)極(石(shi)(shi)(shi)墨(mo)電(dian)極)的下端(duan)用石(shi)(shi)(shi)墨(mo)粉末鋪成(cheng)三(san)(san)角形或(huo)星形導線(xian)路，在(zai)(zai)通電(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒(shao)損或(huo)完(wan)全燃燒(shao)除去(qu)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過程。熔(rong)化過程即氧化鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)子(zi)(zi)和氧離(li)子(zi)(zi)在強電(dian)弧產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)熱能作用(yong)下，克服單晶體中(zhong)的(de)(de)(de)晶格(ge)能的(de)(de)(de)束縛，變成(cheng)能自(zi)由運動的(de)(de)(de)過程。也就是說，氧化鎂(mei)加熱到一(yi)(yi)定(ding)溫度(熔(rong)點)就會由固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)化。在這一(yi)(yi)過程中(zhong)需(xu)消(xiao)耗(hao)(hao)大量的(de)(de)(de)電(dian)能。據(ju)電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)生產(chan)(chan)者(zhe)對用(yong)水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)作原料(liao)生產(chan)(chan)電(dian)熔(rong)凝氧化鎂(mei)的(de)(de)(de)熱平衡(heng)(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)(heng)算(suan)，熱消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧化鎂(mei)晶體生成(cheng)熱消(xiao)耗(hao)(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)熱值15.3%，散砂(sha)生成(cheng)熱耗(hao)(hao)值3.0%，冷卻(que)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱值8.4%，冷卻(que)爐(lu)殼的(de)(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)(hao)熱值7.9%，爐(lu)子(zi)(zi)表(biao)面散熱值6.4%，煙氣帶(dai)走熱值28.8%。電(dian)能損失值3.2%，從這些(xie)統計數據(ju)可(ke)以看出，在電(dian)熔(rong)