電弧熔爐生產(chan)電熔氧化鎂的工藝(yi)流程主要包(bao)括：原料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)，氧化鎂(mei)(mei)含量(liang)高(gao)，又(you)易于開(kai)采(cai)(cai)，因此(ci)，被(bei)廣泛用作電熔氧化鎂(mei)(mei)的原(yuan)料。采(cai)(cai)用菱(ling)鎂(mei)(mei)石(shi)作原(yuan)料，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)分解產生(sheng)CO2氣(qi)體(ti)，由于有(you)大量(liang)氣(qi)體(ti)從爐內排出影響(xiang)著電熔過(guo)程(cheng)的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧化鎂的結晶帶的形(xing)成均有不利影響，由于大量塵料飛(fei)損(sun)，使物料損(sun)耗(hao)和能量消(xiao)耗(hao)增(zeng)高，也惡化了車間生(sheng)產(chan)環境。但由于優質菱鎂礦石(shi)容(rong)易獲得，價(jia)格很低廉，所(suo)以，仍是我國電熔(rong)氧化鎂用得最(zui)多(duo)最(zui)廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石中氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量(liang)高低和化(hua)(hua)(hua)學(xue)成分直接(jie)影響到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)，同時在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中也直接(jie)影響到(dao)電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級比(bi)例，因此，為了保證電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量(liang)和品級比(bi)例，必須(xu)對各種礦石進行(xing)適(shi)當(dang)的(de)配比(bi)后(hou)進行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂石(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)(shui)鎂石(shi)的(de)礦源非常豐富，水(shui)(shui)鎂石(shi)中氧化(hua)(hua)鎂含量高(gao)于菱鎂礦石(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)(hua)鎂的(de)原(yuan)料，部分(fen)地區水(shui)(shui)鎂石(shi)的(de)化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)見表2。

表2水鎂(mei)石的化學成分(fen)/%

③輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)。以(yi)輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)作為電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使(shi)生(sheng)產(chan)環境得(de)到改善，可以(yi)降低(di)運輸費用。由于電熔時排(pai)出氣體少(shao)，成(cheng)分也較均勻，對提高電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)質量有利。

我國有一(yi)些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)以(yi)輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)制成(cheng)(cheng)球料(liao)入爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧化(hua)鎂(mei)含(han)量達到98%，以(yi)此料(liao)能生產出白色大結晶(jing)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)(cheng)球費用高，影響生產成(cheng)(cheng)本(ben)。目(mu)前，有的(de)(de)廠家采用反射爐輕(qing)(qing)燒(shao)氧化(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定的(de)(de)粒(li)度(du)加(jia)入熔(rong)(rong)爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量比用菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)(cheng)本(ben)又比用球料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到了一(yi)定的(de)(de)推廣。

④燒結鎂(mei)(mei)砂。為了某些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求(qiu)，有(you)時必(bi)須在電(dian)熔過程(cheng)中采用(yong)(yong)燒結鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔原(yuan)料，如采用(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔原(yuan)料，一般首先(xian)利用(yong)(yong)處理海(hai)水(shui)和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅(duan)燒成輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)(fang)法也可(ke)以(yi)制(zhi)(zhi)得輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制(zhi)(zhi)取方(fang)(fang)法)，采用(yong)(yong)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原(yuan)料生產電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等研究認為，極少量(liang)的(de)雜(za)(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)雜(za)(za)質(zhi)，可(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)的(de)長大。因為雜(za)(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)運動所需(xu)的(de)能(neng)(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能(neng)(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)(jie)面(mian)積(ji)成正比，所以(yi)必(bi)須提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)繼續運動。并(bing)且當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)長大的(de)極限(xian)尺寸(cun)愈小。

另一方面為了降低(di)電熔凝氧化鎂的顯氣孔率，也應盡量(liang)減少(shao)原(yuan)料氧化鎂的氣體(ti)排出(chu)，因(yin)此，采用燒結(jie)鎂砂電熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶(jing)的(de)化學原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)(shi)同原子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)力學本性如離(li)子(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺(chi)寸(cun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值(zhi)，離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)外(wai)層結構等相關聯。而氧(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸(cun)、質(zhi)量和(he)(he)電(dian)荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)結合(he)特性和(he)(he)強度(du)、離(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)(hua)作用、結晶構造等決定它(ta)是(shi)(shi)一高熔點化(hua)(hua)合(he)物。

氧化鎂(mei)的熔點和結構(gou)參數(shu)(shu)：陽離子(zi)半徑0.074mm;陰(yin)離子(zi)半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數(shu)(shu)6;有效配位數(shu)(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制造的(de)最重(zhong)要(yao)過程是(shi)由各(ge)種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料，通過各(ge)種(zhong)形式的(de)加熱(re)方(fang)法產(chan)(chan)生(sheng)高(gao)(gao)溫使鎂(mei)質(zhi)材料(MgO)熔化(hua)，變成氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)熔體(ti)。要(yao)使氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)熔融，必須消(xiao)耗大量的(de)熱(re)能，以克(ke)服(fu)離子間(jian)的(de)引力。通過強(qiang)大電弧產(chan)(chan)生(sheng)高(gao)(gao)溫而(er)熔化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法叫做電弧熔融法。這個融化(hua)過程一(yi)般(ban)包括熱(re)的(de)傳導、脫水、脫碳、熔化(hua)、析晶、晶體(ti)長大等(deng)一(yi)系列物理化(hua)學變化(hua)的(de)過程。

①脫(tuo)水過(guo)程(cheng)(cheng)。用水鎂(mei)石作原(yuan)料有一脫(tuo)水過(guo)程(cheng)(cheng)。水鎂(mei)石的主要成分(fen)是(shi)氫(qing)氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)程(cheng)(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)。用菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)作為原(yuan)料時有一個(ge)脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)(guo)程(cheng)包括兩個(ge)方面(mian)(mian)。一方面(mian)(mian)是菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的熱(re)分(fen)解，菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦(kuang)石的主要成(cheng)分(fen)是碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由(you)于在電(dian)熔過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)往往在原料氧化(hua)鎂中(zhong)(zhong)(zhong)加入石(shi)(shi)墨粉(fen)末(mo)添加物(助(zhu)劑)，在電(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)需在三電(dian)極(石(shi)(shi)墨電(dian)極)的下(xia)端用石(shi)(shi)墨粉(fen)末(mo)鋪成(cheng)三角(jiao)形或(huo)星形導線路，在通電(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)受熱(re)燒損或(huo)完全燃燒除去石(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)即氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)(zi)和氧離(li)子(zi)(zi)在(zai)強電(dian)弧(hu)產生的熱(re)能作用下，克服單晶體(ti)中的晶格能的束(shu)縛，變成(cheng)能自由運動的過程(cheng)。也就(jiu)(jiu)是(shi)說(shuo)，氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加(jia)熱(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就(jiu)(jiu)會由固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大量(liang)的電(dian)能。據電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生產者對用水鎂(mei)(mei)石(shi)作原料生產電(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的熱(re)平衡的衡算，熱(re)消(xiao)耗(hao)的比(bi)例如(ru)下：氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶體(ti)生成(cheng)熱(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂(sha)生成(cheng)熱(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼(ke)的水耗(hao)熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)(zi)表面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損(sun)失值(zhi)(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統計數據可以看出，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)