電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧(yang)化鎂的工藝流程主要包括(kuo)：原料配料、電(dian)弧熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩(shai)別(bie)、磁選、分類包裝等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐富的優(you)質菱(ling)鎂礦石(shi)，氧(yang)化鎂含量高，又易于開采，因此，被(bei)廣泛用作電熔氧(yang)化鎂的原料(liao)。采用菱(ling)鎂石(shi)作原料(liao)，碳酸(suan)鎂分(fen)解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于有(you)大量氣(qi)體從爐內排出影(ying)響著電熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)的(de)結(jie)晶帶的(de)形成均有不利影(ying)響，由(you)于大量塵料(liao)(liao)飛損(sun)，使物料(liao)(liao)損(sun)耗(hao)和能量消耗(hao)增高(gao)，也惡化(hua)了車間生產環境。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所(suo)以(yi)，仍是我(wo)國電熔氧化(hua)鎂(mei)用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石(shi)中氧化鎂的(de)(de)含(han)量(liang)高低和(he)(he)化學成分直接影(ying)響(xiang)到電熔(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時在電熔(rong)過(guo)程中也直接影(ying)響(xiang)到電熔(rong)凝(ning)氧化鎂得到的(de)(de)品(pin)級比例，因此，為了保證電熔(rong)凝(ning)氧化鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)和(he)(he)品(pin)級比例，必須對各種(zhong)礦石(shi)進(jin)行(xing)適當的(de)(de)配比后進(jin)行(xing)熔(rong)煉。

②水鎂石(shi)(shi)。我國的遼寧省水鎂石(shi)(shi)的礦(kuang)源非常豐富，水鎂石(shi)(shi)中氧化(hua)(hua)鎂含(han)量高于菱鎂礦(kuang)石(shi)(shi)。它也(ye)是一種制造電熔凝氧化(hua)(hua)鎂的原(yuan)料(liao)，部分(fen)地區水鎂石(shi)(shi)的化(hua)(hua)學成(cheng)分(fen)見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。以輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)為電熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)原(yuan)料，可(ke)以使生產環境得到改善，可(ke)以降低運輸費用。由(you)于電熔時(shi)排(pai)出氣體少，成(cheng)分也較均勻，對提高電熔氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)質量(liang)有利。

我國(guo)有(you)一(yi)些電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂以(yi)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂制成(cheng)球料(liao)入爐(lu)電熔(rong)。輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂含量(liang)達到98%，以(yi)此(ci)料(liao)能生產(chan)出白色大結晶電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。但由于成(cheng)球費用高(gao)，影響生產(chan)成(cheng)本。目前，有(you)的(de)廠家采用反(fan)射爐(lu)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂，以(yi)一(yi)定的(de)粒度加(jia)入熔(rong)爐(lu)電熔(rong)，電熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)質(zhi)量(liang)比用菱(ling)鎂礦石好，成(cheng)本又比用球料(liao)作(zuo)原料(liao)時便宜，因而得到了一(yi)定的(de)推廣。

④燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)了某(mou)些電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要(yao)求，有時(shi)必須(xu)在(zai)電熔(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)，一般首先(xian)利用(yong)(yong)(yong)處理海水和石灰乳(ru)作用(yong)(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒成輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法也可以制得輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制取方法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)作為(wei)原(yuan)料(liao)生(sheng)產(chan)電熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等(deng)研究認為(wei)，極少量(liang)的(de)(de)(de)雜質氣體(ti)(相(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜質相(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)在(zai)于增加晶(jing)(jing)界運(yun)動(dong)所需的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)。當晶(jing)(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降低(di)，其降低(di)量(liang)與第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截面積成正比，所以必須(xu)提高晶(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)界才能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)繼續(xu)運(yun)動(dong)。并且當晶(jing)(jing)界與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)橫(heng)截面積相(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界必須(xu)變(bian)形，第(di)二(er)相(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒(li)(li)長大的(de)(de)(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一方面(mian)為了降低電(dian)熔凝氧化鎂(mei)的顯氣孔率，也應盡量減少原(yuan)料(liao)氧化鎂(mei)的氣體(ti)排(pai)出，因此，采(cai)用燒結鎂(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔(rong)氧化鎂(mei)單晶的化學原料質量(liang)要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性是(shi)同原(yuan)子(zi)(zi)和分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結構(gou)等相(xiang)關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質(zhi)量(liang)和電(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結合(he)特性和強(qiang)度(du)、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作用、結晶構(gou)造等決定它(ta)是(shi)一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)點和(he)結(jie)構參數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰(yin)離子半徑0.53mm;結(jie)構類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)制造的(de)(de)最重要過程是由各種鎂(mei)質(zhi)原料(liao)，通過各種形式的(de)(de)加熱方法產生(sheng)高溫使(shi)鎂(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔化，變成氧(yang)化鎂(mei)熔體(ti)(ti)。要使(shi)氧(yang)化鎂(mei)熔融，必須消耗大(da)(da)量的(de)(de)熱能，以克服離子間的(de)(de)引(yin)力。通過強(qiang)大(da)(da)電(dian)弧產生(sheng)高溫而熔化氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)方法叫做電(dian)弧熔融法。這(zhe)個融化過程一般包括(kuo)熱的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔化、析晶、晶體(ti)(ti)長大(da)(da)等(deng)一系列(lie)物理化學變化的(de)(de)過程。

①脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。用水(shui)(shui)鎂石作(zuo)原(yuan)料有一脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)(shui)鎂石的主要成分是(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫水(shui)(shui)過(guo)(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱(ling)鎂礦作(zuo)為原料時有(you)一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包括兩個方面。一方面是菱(ling)鎂礦石(shi)(shi)的熱分解，菱(ling)鎂礦石(shi)(shi)的主要成分是碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另(ling)一方面，由于在(zai)電(dian)熔過(guo)程中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)加入石墨粉(fen)末添加物(助劑(ji))，在(zai)電(dian)熔爐起(qi)動過(guo)程中(zhong)需在(zai)三電(dian)極(ji)(ji)(石墨電(dian)極(ji)(ji))的下端用石墨粉(fen)末鋪成三角形或(huo)星(xing)形導線路，在(zai)通電(dian)過(guo)程中(zhong)受(shou)熱燒損或(huo)完全(quan)燃燒除去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)程即氧化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子(zi)和氧離子(zi)在(zai)強電(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)能作用下，克(ke)服單晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)能自由(you)運(yun)動的(de)(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)(rong)點)就會由(you)固(gu)體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程中(zhong)需消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)能。據電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對用水(shui)鎂(mei)石作原料生(sheng)產(chan)電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)平衡的(de)(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)耗(hao)(hao)(hao)值3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)(hao)(hao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)值28.8%。電(dian)能損(sun)失(shi)值3.2%，從這些(xie)統(tong)計數據可以看(kan)出(chu)，在(zai)電(dian)熔(rong)(rong)