電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工藝(yi)流程主要包括：原料配料、電弧熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩(shai)別(bie)、磁選、分(fen)類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優質菱鎂(mei)礦(kuang)石，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量(liang)高，又易(yi)于開采，因此(ci)，被(bei)廣泛用(yong)作電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)原料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)石作原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解(jie)產(chan)生CO2氣體，由于有(you)大量(liang)氣體從爐內排出影(ying)響(xiang)著電(dian)熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧(yang)化(hua)鎂的結晶(jing)帶的形(xing)成均有不利影(ying)響，由于(yu)大量塵料(liao)飛(fei)損，使物料(liao)損耗和能量消耗增高(gao)，也惡化(hua)了車間生(sheng)產環境(jing)。但(dan)由于(yu)優質菱鎂礦(kuang)石容(rong)易獲(huo)得，價格很低廉，所以，仍是(shi)我國(guo)電熔氧(yang)化(hua)鎂用得最多(duo)最廣(guang)泛的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石中氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)含量(liang)(liang)高(gao)低和(he)化學成分直接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)，同(tong)時在電(dian)熔(rong)(rong)過(guo)程中也直接影響(xiang)到電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)得到的(de)(de)品級(ji)比(bi)例，因此，為了保(bao)證電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)(ning)氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)和(he)品級(ji)比(bi)例，必(bi)須對(dui)各種礦石進(jin)行(xing)適當(dang)的(de)(de)配比(bi)后(hou)進(jin)行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的遼寧省(sheng)水(shui)鎂(mei)石(shi)的礦源非常豐富(fu)，水(shui)鎂(mei)石(shi)中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)含量高于(yu)菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)。它也是一種制造電熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)的原(yuan)料，部(bu)分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的化(hua)學成分見表2。

表(biao)2水鎂(mei)石的化學成(cheng)分(fen)/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使(shi)生產環(huan)境(jing)得到改善，可以降低運輸費(fei)用。由(you)于電熔(rong)時排出(chu)氣體少，成(cheng)分也較(jiao)均勻(yun)，對提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利(li)。

我國(guo)有一些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料入爐電熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量達到(dao)98%，以(yi)此料能(neng)生產出白色大結晶電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。但由于成球(qiu)費用高，影響生產成本。目前，有的(de)廠家采用反射爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)粒度加入熔(rong)爐電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量比用菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好(hao)，成本又(you)比用球(qiu)料作原料時便宜，因而(er)得到(dao)了(le)一定的(de)推廣。

④燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了(le)某些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)特(te)殊要求，有時必(bi)(bi)(bi)須(xu)在電熔(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)燒(shao)結鎂(mei)(mei)砂作為(wei)電熔(rong)原(yuan)料，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)海(hai)水鎂(mei)(mei)砂作為(wei)電熔(rong)原(yuan)料，一般首先(xian)利用(yong)(yong)處(chu)理海(hai)水和石灰乳作用(yong)(yong)生產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可(ke)以(yi)制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳(xiang)見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)制取(qu)方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)原(yuan)料生產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(tuo)(AusT)和拉特(te)爾(er)(Ruttere)等研究(jiu)認(ren)為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)雜(za)質氣體(ti)(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜(za)質，可(ke)明(ming)顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)(de)長大。因(yin)為(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)作用(yong)(yong)在于增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所(suo)需(xu)的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)(jing)體(ti)能(neng)(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)成正比(bi)，所(suo)以(yi)必(bi)(bi)(bi)須(xu)提(ti)高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)(di)二相(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第(di)(di)二相(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)(bi)(bi)須(xu)變形，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)長大的(de)(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一方面為了降低電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的顯氣孔率(lv)，也應盡量減(jian)少原料氧(yang)化鎂(mei)的氣體排出，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)砂(sha)電熔有其顯著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂(mei)單(dan)晶的化學原料質(zhi)量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性是同原子(zi)和(he)分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本性如離(li)子(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)位(wei)數值，離(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)外層(ceng)結(jie)構(gou)等(deng)相關聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)和(he)陰離(li)子(zi)之間的(de)(de)結(jie)合(he)特性和(he)強度、離(li)子(zi)的(de)(de)極(ji)化作用、結(jie)晶構(gou)造等(deng)決(jue)定它(ta)是一高熔點化合(he)物。

氧化鎂(mei)的熔(rong)點和結(jie)構(gou)參數：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)半徑0.53mm;結(jie)構(gou)類型NaCl;配(pei)位數6;有效配(pei)位數8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔凝氧化鎂(mei)(mei)制造的(de)最重要(yao)過(guo)程(cheng)(cheng)是由(you)各種鎂(mei)(mei)質(zhi)原料，通過(guo)各種形式(shi)的(de)加熱(re)方法產生高(gao)溫使(shi)鎂(mei)(mei)質(zhi)材(cai)料(MgO)熔化，變(bian)成氧化鎂(mei)(mei)熔體。要(yao)使(shi)氧化鎂(mei)(mei)熔融，必須消耗大量的(de)熱(re)能，以(yi)克服離(li)子間的(de)引(yin)力。通過(guo)強大電(dian)弧產生高(gao)溫而(er)熔化氧化鎂(mei)(mei)的(de)方法叫做電(dian)弧熔融法。這個(ge)融化過(guo)程(cheng)(cheng)一般包括熱(re)的(de)傳導、脫水(shui)、脫碳、熔化、析晶(jing)、晶(jing)體長大等(deng)一系列物理化學變(bian)化的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。用水(shui)(shui)鎂石(shi)作原料有一脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)。水(shui)(shui)鎂石(shi)的主要(yao)成分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過(guo)程。用菱鎂(mei)礦(kuang)作為原料時有一個(ge)脫碳過(guo)程，脫碳過(guo)程包括兩個(ge)方面(mian)。一方面(mian)是(shi)菱鎂(mei)礦(kuang)石的(de)(de)熱(re)分解(jie)，菱鎂(mei)礦(kuang)石的(de)(de)主要(yao)成(cheng)分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由(you)于在(zai)電熔過(guo)程中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧(yang)化鎂中(zhong)加(jia)入(ru)石(shi)(shi)墨粉末添(tian)加(jia)物(wu)(助劑)，在(zai)電熔爐起動過(guo)程中(zhong)需在(zai)三電極(石(shi)(shi)墨電極)的下(xia)端用石(shi)(shi)墨粉末鋪成三角形或星形導線路，在(zai)通電過(guo)程中(zhong)受熱燒損或完全燃(ran)燒除去石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)和氧(yang)離(li)子(zi)在強電(dian)(dian)(dian)弧產生的熱(re)(re)能(neng)作(zuo)用下(xia)，克(ke)服單(dan)晶體中(zhong)(zhong)的晶格(ge)能(neng)的束縛，變成(cheng)能(neng)自(zi)由運動的過程(cheng)。也就是說，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫(wen)度(熔(rong)(rong)點(dian))就會由固體變成(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這一過程(cheng)中(zhong)(zhong)需消(xiao)(xiao)耗(hao)大量的電(dian)(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產者對用水鎂(mei)(mei)石作(zuo)原料生產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的熱(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的比例如下(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體生成(cheng)熱(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的水耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣(qi)帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這些統(tong)計數據可以看(kan)出，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)