電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流程主要包(bao)括(kuo)：原料(liao)(liao)配料(liao)(liao)、電弧熔融、破碎、選別(bie)、粉碎、篩(shai)別(bie)、磁(ci)選、分類包(bao)裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的(de)優質(zhi)菱(ling)鎂礦石，氧(yang)化(hua)鎂含(han)量(liang)高，又易于(yu)開采，因此，被廣(guang)泛用作電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的(de)原料。采用菱(ling)鎂石作原料，碳酸鎂分解(jie)產生CO2氣(qi)體(ti)，由于(yu)有大量(liang)氣(qi)體(ti)從爐(lu)內排出(chu)影(ying)響著電熔(rong)過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)的結晶帶(dai)的形成均有不(bu)利(li)影響，由于大(da)量塵(chen)料飛損，使(shi)物料損耗和能(neng)量消耗增高，也惡(e)化(hua)了車(che)間生產(chan)環(huan)境。但由于優質菱鎂(mei)礦(kuang)石容易獲得，價格(ge)很低廉(lian)，所以，仍是我國電熔氧化(hua)鎂(mei)用得最多最廣(guang)泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)含(han)量(liang)高低和化(hua)學(xue)成分直接(jie)影響到(dao)電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)，同時在電(dian)(dian)(dian)熔過程中(zhong)也(ye)直接(jie)影響到(dao)電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)得到(dao)的(de)(de)品級(ji)比(bi)(bi)例，因此，為了保(bao)證電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質量(liang)和品級(ji)比(bi)(bi)例，必須(xu)對各種礦石(shi)進行適當的(de)(de)配比(bi)(bi)后進行熔煉。

②水(shui)鎂石(shi)。我國的遼寧省水(shui)鎂石(shi)的礦(kuang)源非常豐富，水(shui)鎂石(shi)中氧(yang)化(hua)鎂含量高(gao)于菱鎂礦(kuang)石(shi)。它也(ye)是一種制造電熔凝氧(yang)化(hua)鎂的原料(liao)，部(bu)分地區水(shui)鎂石(shi)的化(hua)學(xue)成分見表2。

表2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂。以(yi)輕(qing)燒氧化(hua)鎂作為電(dian)熔氧化(hua)鎂原料，可(ke)以(yi)使生(sheng)產環境得到改善(shan)，可(ke)以(yi)降低運輸(shu)費用。由于(yu)電(dian)熔時排出氣體(ti)少，成分也較均勻(yun)，對提高電(dian)熔氧化(hua)鎂質量有利(li)。

我國(guo)有一些電(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂以輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂制成球(qiu)(qiu)料(liao)入爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)。輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂含量(liang)達到(dao)98%，以此料(liao)能生(sheng)產出白色(se)大結晶電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂。但由于成球(qiu)(qiu)費(fei)用(yong)高，影(ying)響生(sheng)產成本。目前(qian)，有的(de)廠(chang)家(jia)采(cai)用(yong)反射爐(lu)輕(qing)燒氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂，以一定的(de)粒度加(jia)入熔(rong)爐(lu)電(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化鎂的(de)質(zhi)量(liang)比用(yong)菱(ling)鎂礦石好，成本又比用(yong)球(qiu)(qiu)料(liao)作(zuo)原料(liao)時(shi)便宜，因而得(de)到(dao)了(le)一定的(de)推(tui)廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特(te)殊要求，有時(shi)必須(xu)在電(dian)熔(rong)過程中采(cai)(cai)用(yong)(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)熔(rong)原料，如采(cai)(cai)用(yong)(yong)海水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電(dian)熔(rong)原料，一般首先利用(yong)(yong)處理海水(shui)(shui)和石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)生(sheng)產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他方(fang)法也可以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方(fang)法)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作(zuo)為原料生(sheng)產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)研(yan)究認(ren)為，極少量(liang)的(de)雜(za)(za)質(zhi)氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)雜(za)(za)質(zhi)，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)長大。因為雜(za)(za)質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運(yun)動所需的(de)能(neng)量(liang)。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量(liang)降(jiang)低(di)，其降(jiang)低(di)量(liang)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積成正比，所以必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時(shi)，與第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)量(liang)愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)長大的(de)極限尺寸(cun)愈小。

另一方(fang)面為(wei)了降低電(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)顯氣(qi)孔率，也應盡量減少原料氧(yang)(yang)化(hua)鎂的(de)氣(qi)體排出，因(yin)此，采用燒結鎂砂(sha)電(dian)(dian)熔(rong)有(you)其顯著優點。

⑤電(dian)熔氧化鎂單(dan)晶的化學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)和(he)分(fen)子(zi)的(de)量子(zi)力(li)學本性(xing)如(ru)離(li)(li)子(zi)半徑(jing)的(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)的(de)電位數(shu)值，離(li)(li)子(zi)的(de)電子(zi)外層(ceng)結構(gou)等相關聯(lian)。而氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)尺(chi)寸、質量和(he)電荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)之間(jian)的(de)結合特性(xing)和(he)強(qiang)度(du)、離(li)(li)子(zi)的(de)極化作用、結晶構(gou)造等決定它是一高熔點(dian)化合物。

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(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂制(zhi)造(zao)的(de)(de)最重要過程(cheng)是由(you)各種鎂質原料，通過各種形式的(de)(de)加熱(re)方(fang)法(fa)產(chan)生高(gao)溫使鎂質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)體(ti)。要使氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱(re)能，以克(ke)服離子(zi)間的(de)(de)引力。通過強大(da)電(dian)弧產(chan)生高(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)一般包括熱(re)的(de)(de)傳(chuan)導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等一系列物理化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)過程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過程。用水(shui)鎂石作(zuo)原料(liao)有一脫(tuo)水(shui)過程。水(shui)鎂石的主要成分是氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過(guo)程。用菱鎂礦(kuang)作為原料時有(you)一個脫碳(tan)過(guo)程，脫碳(tan)過(guo)程包(bao)括(kuo)兩個方面。一方面是(shi)菱鎂礦(kuang)石(shi)的熱分解，菱鎂礦(kuang)石(shi)的主要成分是(shi)碳(tan)酸(suan)鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電熔過(guo)程中往(wang)往(wang)在(zai)原(yuan)料氧化鎂(mei)中加入石(shi)(shi)墨粉(fen)末(mo)添加物(wu)(助劑)，在(zai)電熔爐起動(dong)過(guo)程中需在(zai)三電極(石(shi)(shi)墨電極)的下端用石(shi)(shi)墨粉(fen)末(mo)鋪成三角形或星(xing)形導線路，在(zai)通電過(guo)程中受熱燒(shao)損或完全燃(ran)燒(shao)除去(qu)石(shi)(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)程。熔化(hua)(hua)過(guo)程即氧化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離(li)子和氧離(li)子在(zai)(zai)(zai)強電(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作(zuo)用下，克服單晶(jing)體(ti)中的(de)(de)(de)晶(jing)格(ge)能(neng)的(de)(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)(cheng)能(neng)自由運動(dong)的(de)(de)(de)過(guo)程。也就是說，氧化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔點)就會(hui)由固體(ti)變成(cheng)(cheng)液(ye)體(ti)，叫(jiao)熔化(hua)(hua)。在(zai)(zai)(zai)這(zhe)一過(guo)程中需消(xiao)(xiao)耗(hao)大(da)量的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者(zhe)對用水(shui)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原(yuan)料生(sheng)產電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平衡(heng)的(de)(de)(de)衡(heng)算，熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)(de)比例如下：氧化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂(sha)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)(de)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據(ju)可以看出，在(zai)(zai)(zai)電(dian)熔