電弧(hu)(hu)熔爐生產電熔氧化鎂的(de)工(gong)藝流程主要包(bao)(bao)括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電弧(hu)(hu)熔融、破碎(sui)、選(xuan)(xuan)別、粉碎(sui)、篩別、磁選(xuan)(xuan)、分類包(bao)(bao)裝等。

(1)原料

我國(guo)有(you)豐富的優質菱鎂(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)含量高(gao)，又易(yi)于開采，因此，被廣泛用(yong)作電熔氧(yang)化鎂(mei)的原料(liao)。采用(yong)菱鎂(mei)石作原料(liao)，碳酸鎂(mei)分解產生CO2氣體，由于有(you)大(da)量氣體從爐內排出影響著(zhu)電熔過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電(dian)熔氧化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均有不(bu)利影響，由于大量塵(chen)料(liao)(liao)飛損(sun)，使(shi)物料(liao)(liao)損(sun)耗和(he)能量消耗增(zeng)高，也惡化(hua)了車間(jian)生產環境。但由于優質菱鎂礦石容易獲得(de)，價格(ge)很低廉，所以(yi)，仍是我國(guo)電(dian)熔氧化(hua)鎂用(yong)得(de)最多最廣(guang)泛的(de)原料(liao)(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中(zhong)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)含(han)量高低和(he)化學成分直接影響到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量，同時在電熔(rong)(rong)過(guo)程中(zhong)也直接影響到電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)得到的(de)品(pin)級比例，因此(ci)，為(wei)了保證電熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)質量和(he)品(pin)級比例，必須(xu)對各(ge)種礦石進行(xing)適當的(de)配比后進行(xing)熔(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)礦(kuang)源非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)中氧化(hua)鎂(mei)含量(liang)高于菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的(de)原料，部(bu)分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)(shi)的(de)化(hua)學成分見表2。

表2水(shui)鎂石(shi)的化(hua)學成(cheng)分/%

③輕燒氧化鎂(mei)。以輕燒氧化鎂(mei)作(zuo)為電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)原料，可以使生產環境得到改善，可以降低(di)運輸費(fei)用。由于電(dian)(dian)熔時排出氣體(ti)少(shao)，成(cheng)分也較均勻，對提高(gao)電(dian)(dian)熔氧化鎂(mei)質量有利。

我國有一些電(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成(cheng)球料(liao)入(ru)爐電(dian)熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量達(da)到98%，以(yi)此料(liao)能生產(chan)出白色(se)大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但(dan)由于成(cheng)球費用高(gao)，影響(xiang)生產(chan)成(cheng)本(ben)(ben)。目前，有的(de)廠家采用反射爐輕(qing)燒氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)質量比用菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)(ben)又比用球料(liao)作原料(liao)時便宜，因(yin)而(er)得到了一定的(de)推(tui)廣。

④燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)。為(wei)(wei)了某些電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)特(te)殊要求，有(you)時必須(xu)在電熔(rong)(rong)過程中采(cai)用(yong)(yong)燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料，如采(cai)用(yong)(yong)海水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)為(wei)(wei)電熔(rong)(rong)原料，一(yi)般首先利用(yong)(yong)處理海水和石灰乳(ru)作(zuo)用(yong)(yong)生產氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)煅燒成輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。用(yong)(yong)其他方法也可以(yi)制(zhi)(zhi)得輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)取方法)，采(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為(wei)(wei)原料生產電熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為(wei)(wei)，極少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)(de)雜質氣(qi)體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)(de)長大。因為(wei)(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)運動所(suo)需的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能(neng)(neng)(neng)量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)成正比(bi)，所(suo)以(yi)必須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)能(neng)(neng)(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)才能(neng)(neng)(neng)離開第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼(ji)續運動。并且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)(yu)第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必須(xu)變形，第(di)(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)(de)極限尺寸愈小。

另(ling)一(yi)方面為了降(jiang)低電(dian)熔(rong)凝氧化鎂的顯(xian)(xian)氣孔(kong)率，也應盡量減(jian)少原料氧化鎂的氣體排出(chu)，因此，采用燒(shao)結鎂砂電(dian)熔(rong)有其顯(xian)(xian)著優點。

⑤電熔氧化(hua)(hua)鎂(mei)單晶的化(hua)(hua)學(xue)原料質(zhi)量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)(te)性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的量子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的電位(wei)數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構等相關聯。而氧化(hua)鎂(mei)的離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電荷(he)、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的結合特(te)(te)性(xing)和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的極(ji)化(hua)作用、結晶構造等決定它是一高熔(rong)點化(hua)合物(wu)。

氧化鎂的熔點(dian)和結構參數：陽離(li)子半徑0.074mm;陰離(li)子半徑0.53mm;結構類型NaCl;配位(wei)數6;有效配位(wei)數8.5;密(mi)度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)制造(zao)的(de)(de)最重(zhong)要過程(cheng)是由各(ge)種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料(liao)，通(tong)過各(ge)種(zhong)形式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法產(chan)生高溫使鎂(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)化(hua)，變成氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)體(ti)。要使氧化(hua)鎂(mei)熔(rong)融，必須消(xiao)耗大(da)量的(de)(de)熱(re)能(neng)，以克服離子(zi)間(jian)的(de)(de)引(yin)力。通(tong)過強大(da)電(dian)弧產(chan)生高溫而(er)熔(rong)化(hua)氧化(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法叫(jiao)做(zuo)電(dian)弧熔(rong)融法。這個融化(hua)過程(cheng)一(yi)般包括(kuo)熱(re)的(de)(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大(da)等一(yi)系列物理化(hua)學(xue)變化(hua)的(de)(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)水過程。用水鎂石作原料(liao)有一脫(tuo)水過程。水鎂石的(de)主要成分是(shi)(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過程是(shi)(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱鎂(mei)礦作為原料時有(you)一(yi)個(ge)脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包括兩個(ge)方面(mian)。一(yi)方面(mian)是(shi)菱鎂(mei)礦石的(de)熱分(fen)解，菱鎂(mei)礦石的(de)主(zhu)要成分(fen)是(shi)碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于在(zai)電熔過(guo)程中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)加入石墨粉末添加物(助劑)，在(zai)電熔爐起動過(guo)程中(zhong)需在(zai)三電極(石墨電極)的下端用(yong)石墨粉末鋪成三角形或(huo)星形導線路(lu)，在(zai)通電過(guo)程中(zhong)受熱(re)燒損或(huo)完全燃燒除(chu)去石墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和(he)氧離(li)子在(zai)強(qiang)電(dian)(dian)弧產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用下(xia)，克服單晶(jing)體(ti)中的(de)晶(jing)格(ge)能(neng)的(de)束(shu)縛，變成能(neng)自由(you)運動的(de)過(guo)程(cheng)。也就是說，氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)(rong)點(dian))就會由(you)固體(ti)變成液體(ti)，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這一過(guo)程(cheng)中需消(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對用水鎂(mei)石作(zuo)原料(liao)生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)比例如(ru)下(xia)：氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐(lu)殼的(de)水耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐(lu)子表(biao)面(mian)散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走(zou)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這些統計數據(ju)可(ke)以(yi)看出(chu)，在(zai)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)