電弧熔爐(lu)生產電熔氧化鎂的工藝流程主要(yao)包(bao)括：原料配料、電弧熔融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩別(bie)、磁選、分類包(bao)裝(zhuang)等(deng)。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐富的優質菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量高，又(you)易于(yu)開采，因(yin)此(ci)，被廣泛用作電(dian)熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的原料(liao)。采用菱鎂(mei)(mei)(mei)石作原料(liao)，碳酸(suan)鎂(mei)(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣(qi)體(ti)，由(you)于(yu)有(you)大量氣(qi)體(ti)從爐內(nei)排出(chu)影響著電(dian)熔過程的進(jin)行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂的結晶(jing)帶的形(xing)成均有不利影響(xiang)，由于(yu)(yu)大量塵料(liao)飛損，使物(wu)料(liao)損耗和能量消耗增(zeng)高，也惡化了(le)車間生產(chan)環境(jing)。但(dan)由于(yu)(yu)優質菱鎂礦石容易(yi)獲(huo)得(de)，價格很低(di)廉，所以(yi)，仍是我國(guo)電熔氧化鎂用(yong)得(de)最多最廣(guang)泛(fan)的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂礦(kuang)。菱鎂礦(kuang)石中氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)含量(liang)高低和(he)(he)化(hua)(hua)學成(cheng)分直接影響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)過程中也(ye)直接影響到(dao)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂得(de)到(dao)的(de)(de)品(pin)級比例，因此，為了保證電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)質(zhi)量(liang)和(he)(he)品(pin)級比例，必須對(dui)各種礦(kuang)石進(jin)(jin)行(xing)適當的(de)(de)配比后進(jin)(jin)行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水鎂(mei)(mei)石。我國的(de)遼寧省(sheng)水鎂(mei)(mei)石的(de)礦源非常豐富，水鎂(mei)(mei)石中(zhong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量高(gao)于菱鎂(mei)(mei)礦石。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原料，部分地區水鎂(mei)(mei)石的(de)化(hua)學成(cheng)分見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成(cheng)分(fen)/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為(wei)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使生(sheng)產(chan)環(huan)境得到(dao)改(gai)善，可以(yi)降低運輸費(fei)用。由于電熔(rong)時排出氣體(ti)少(shao)，成分也較均勻(yun)，對提高電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)質(zhi)量有利。

我國有一些電熔凝(ning)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入爐電熔。輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含(han)量達到(dao)98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產(chan)出(chu)白色大結晶電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但(dan)由于成(cheng)球(qiu)費(fei)用(yong)高，影響生(sheng)產(chan)成(cheng)本。目前，有的廠家采用(yong)反射(she)爐輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定(ding)的粒(li)度加入熔爐電熔，電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的質量比用(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)好，成(cheng)本又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因而得到(dao)了一定(ding)的推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些(xie)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)特殊要求，有時必(bi)須在電熔(rong)過(guo)程(cheng)中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一般(ban)首先利用(yong)(yong)(yong)處理海水和石灰乳作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)生(sheng)產(chan)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法(fa)也(ye)可以制得輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)制取方法(fa))，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)(liao)生(sheng)產(chan)電熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認(ren)為(wei)(wei)，極少(shao)量(liang)(liang)的(de)(de)雜(za)(za)質(zhi)氣體(相)也(ye)屬于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)雜(za)(za)質(zhi)，可明(ming)顯(xian)影響(xiang)晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜(za)(za)質(zhi)相的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于(yu)增加晶(jing)(jing)(jing)界運動所(suo)需的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)相相遇時，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)(liang)與(yu)第(di)二(er)相橫(heng)截面積成(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須提高晶(jing)(jing)(jing)界能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界才(cai)能(neng)離開第(di)二(er)相繼續(xu)運動。并且(qie)當晶(jing)(jing)(jing)界與(yu)第(di)二(er)相相遇時，與(yu)第(di)二(er)相橫(heng)截面積相等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界必(bi)須變形，第(di)二(er)相數量(liang)(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)極限尺寸愈小(xiao)。

另一方面(mian)為了降低電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的顯氣(qi)孔率，也(ye)應盡(jin)量(liang)減(jian)少原(yuan)料氧化(hua)鎂(mei)的氣(qi)體排出，因此，采用(yong)燒結鎂(mei)砂電(dian)熔(rong)有(you)其顯著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原(yuan)料質量要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)是同原子(zi)和分子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本(ben)性(xing)如離(li)子(zi)半徑(jing)的(de)(de)尺寸(cun)，離(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)外層結構等相關聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)子(zi)尺寸(cun)、質(zhi)量和電(dian)荷(he)、陽離(li)子(zi)和陰(yin)離(li)子(zi)之間的(de)(de)結合特性(xing)和強度、離(li)子(zi)的(de)(de)極化作用、結晶(jing)構造等決(jue)定它是一高熔(rong)點(dian)化合物。

氧(yang)化鎂(mei)的熔(rong)點和結構參數(shu)：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類型(xing)NaCl;配位(wei)(wei)數(shu)6;有效配位(wei)(wei)數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂制造的最重(zhong)要過程是由(you)各種鎂質原料(liao)，通(tong)過各種形式的加熱方法(fa)產生高溫使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)體。要使氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)融，必須消耗大(da)量的熱能，以克服離子間(jian)的引力。通(tong)過強(qiang)大(da)電弧產生高溫而熔(rong)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂的方法(fa)叫做電弧熔(rong)融法(fa)。這個(ge)融化(hua)(hua)(hua)過程一般包括(kuo)熱的傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)晶、晶體長(chang)大(da)等一系列(lie)物(wu)理(li)化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的過程。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。用(yong)水(shui)鎂石作原料(liao)有一脫水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂石的主要成(cheng)分是氫氧化(hua)鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一(yi)個脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)(cheng)，脫(tuo)(tuo)碳過程(cheng)(cheng)包括兩個方面。一(yi)方面是(shi)菱(ling)鎂(mei)礦石的(de)熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石的(de)主(zhu)要(yao)成分是(shi)碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)(zhong)(zhong)加(jia)(jia)入(ru)石墨(mo)粉末添加(jia)(jia)物(助(zhu)劑)，在(zai)電(dian)熔(rong)爐起動過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)需在(zai)三電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的下端用石墨(mo)粉末鋪(pu)成三角形(xing)或星形(xing)導線路，在(zai)通電(dian)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)受(shou)熱燒損或完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)過程。熔化(hua)過程即氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離(li)子和氧(yang)(yang)離(li)子在強電(dian)(dian)(dian)弧產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)能作用下，克服(fu)單晶(jing)(jing)體(ti)中的(de)(de)晶(jing)(jing)格能的(de)(de)束縛，變成能自由運動的(de)(de)過程。也就是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)到一(yi)定溫度(du)(熔點)就會由固體(ti)變成液體(ti)，叫熔化(hua)。在這(zhe)一(yi)過程中需消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能。據電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)者對用水鎂(mei)(mei)石作原料(liao)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)平衡(heng)的(de)(de)衡(heng)算，熱(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)(jing)體(ti)生(sheng)(sheng)成熱(re)消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)成熱(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子表(biao)面散熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能損失(shi)值(zhi)3.2%，從(cong)這(zhe)些統計數據可(ke)以看(kan)出，在電(dian)(dian)(dian)熔