電弧熔爐生產電熔氧化(hua)鎂的工藝流程(cheng)主要包括：原料配料、電弧熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉(fen)碎(sui)、篩別(bie)、磁選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的(de)優(you)質菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量高，又易于(yu)開采，因此，被廣泛用作電熔氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)原料(liao)(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)石作原料(liao)(liao)，碳酸鎂(mei)分(fen)解產(chan)生CO2氣體，由于(yu)有大量氣體從爐內排出影響著電熔過程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂的結晶帶的形成均有不(bu)利影響，由(you)于大量塵(chen)料飛(fei)損，使物料損耗(hao)和能量消耗(hao)增高，也惡化(hua)了車間生(sheng)產環境。但由(you)于優質菱鎂礦(kuang)石容易獲得，價格很低(di)廉，所(suo)以，仍是我國電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂用得最多(duo)最廣泛(fan)的原料。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦(kuang)。菱鎂(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化鎂(mei)的含量高低和化學成分直(zhi)接影響到電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的質(zhi)(zhi)量，同(tong)時在電熔過程中也直(zhi)接影響到電熔凝氧(yang)化鎂(mei)得到的品級(ji)比(bi)例，因此，為了保證電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的質(zhi)(zhi)量和品級(ji)比(bi)例，必須對(dui)各種礦(kuang)石進(jin)行(xing)適當的配比(bi)后進(jin)行(xing)熔煉。

②水(shui)鎂(mei)石。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石的(de)礦(kuang)源非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)石中氧(yang)化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦(kuang)石。它也(ye)是一種制造電熔凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)原(yuan)料(liao)，部分地區水(shui)鎂(mei)石的(de)化學成(cheng)分見表2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂。以輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂作為電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂原料，可以使生(sheng)產環境(jing)得到改(gai)善，可以降低運輸費用(yong)。由于電(dian)熔時排(pai)出(chu)氣體少，成分也(ye)較均勻，對提高(gao)電(dian)熔氧化(hua)(hua)鎂質量有利。

我(wo)國有一(yi)些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)以(yi)(yi)輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐電(dian)熔(rong)。輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)達(da)到(dao)98%，以(yi)(yi)此料(liao)能(neng)生產(chan)出白(bai)色(se)大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。但由(you)于成球(qiu)費用(yong)高，影響生產(chan)成本。目前，有的廠家采用(yong)反射爐輕(qing)(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)，以(yi)(yi)一(yi)定的粒度(du)加入熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的質(zhi)量(liang)比用(yong)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦石好，成本又比用(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而得到(dao)了一(yi)定的推廣。

④燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂。為(wei)了某(mou)些電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊(shu)要求，有時必(bi)須(xu)在電熔過程中采用(yong)(yong)燒結(jie)鎂(mei)(mei)砂作為(wei)電熔原(yuan)料，如采用(yong)(yong)海(hai)水(shui)鎂(mei)(mei)砂作為(wei)電熔原(yuan)料，一(yi)般首(shou)先利用(yong)(yong)處理(li)海(hai)水(shui)和(he)石灰乳作用(yong)(yong)生產氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)，將(jiang)氫氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)煅燒成輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)其他(ta)方(fang)法也(ye)可以制(zhi)得輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(詳見工業氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方(fang)法)，采用(yong)(yong)輕(qing)燒氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為(wei)原(yuan)料生產電熔凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究(jiu)認為(wei)，極少量的(de)(de)(de)雜質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于(yu)晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜質，可明顯影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大。因(yin)為(wei)雜質相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)在于(yu)增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)(de)(de)能(neng)量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，晶(jing)(jing)(jing)體能(neng)量降(jiang)低，其降(jiang)低量與第二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積成正比，所以必(bi)須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續(xu)運動(dong)。并且(qie)當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)與第二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇(yu)時，與第二相(xiang)(xiang)(xiang)橫截面積相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)必(bi)須(xu)變形，第二相(xiang)(xiang)(xiang)數量愈多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)極限(xian)尺寸愈小。

另一方面為了(le)降低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)的(de)顯(xian)氣(qi)孔率，也應盡(jin)量(liang)減(jian)少原料氧(yang)化鎂(mei)的(de)氣(qi)體排出(chu)，因(yin)此，采(cai)用(yong)燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有其顯(xian)著優點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶(jing)的化學原(yuan)料(liao)質量(liang)要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特(te)性(xing)是(shi)同原子(zi)和(he)分(fen)子(zi)的(de)(de)量子(zi)力學本(ben)性(xing)如(ru)離(li)(li)子(zi)半(ban)徑(jing)的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)外(wai)層結構(gou)等(deng)相關聯(lian)。而氧化鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷、陽(yang)離(li)(li)子(zi)和(he)陰離(li)(li)子(zi)之間(jian)的(de)(de)結合特(te)性(xing)和(he)強度、離(li)(li)子(zi)的(de)(de)極化作(zuo)用(yong)、結晶構(gou)造等(deng)決(jue)定它(ta)是(shi)一高熔(rong)點(dian)化合物。

氧化鎂的熔點(dian)和(he)結構參數：陽(yang)離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配位數6;有效配位數8.5;密度3.65g/cm3;熔點(dian)2800℃。

電熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)制造的(de)最重(zhong)要過(guo)程(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)(mei)質原料，通(tong)過(guo)各種(zhong)形式的(de)加熱方(fang)法(fa)產(chan)生(sheng)高溫使鎂(mei)(mei)質材(cai)料(MgO)熔(rong)化(hua)(hua)，變成氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)熔(rong)融，必須消耗大(da)量的(de)熱能(neng)，以(yi)克(ke)服離子間(jian)的(de)引力(li)。通(tong)過(guo)強大(da)電弧產(chan)生(sheng)高溫而熔(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)方(fang)法(fa)叫做電弧熔(rong)融法(fa)。這(zhe)個融化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一般包括熱的(de)傳導、脫水、脫碳、熔(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長(chang)大(da)等一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過程。用水(shui)鎂石作原料有一脫水(shui)過程。水(shui)鎂石的主(zhu)要成分是(shi)氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫水(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)。用菱鎂(mei)礦作為原料時有一個脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)包括(kuo)兩(liang)個方(fang)面(mian)。一方(fang)面(mian)是菱鎂(mei)礦石的熱(re)分(fen)(fen)解，菱鎂(mei)礦石的主要成分(fen)(fen)是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方(fang)面，由于(yu)在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)往往在(zai)(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉(fen)末(mo)(mo)添加物(wu)(助(zhu)劑)，在(zai)(zai)電(dian)熔(rong)爐起動(dong)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)需在(zai)(zai)三電(dian)極(石(shi)墨(mo)(mo)(mo)電(dian)極)的(de)下端用(yong)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉(fen)末(mo)(mo)鋪(pu)成三角形或(huo)星形導線路，在(zai)(zai)通電(dian)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)受熱(re)燒損或(huo)完全(quan)燃燒除去石(shi)墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化過程。熔化過程即(ji)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)(yang)離子(zi)在強電(dian)弧產生的(de)熱(re)能作用下(xia)，克(ke)服單晶(jing)體中(zhong)(zhong)的(de)晶(jing)格(ge)能的(de)束縛，變成能自由運動的(de)過程。也(ye)就(jiu)是說，氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)加熱(re)到(dao)一定溫度(熔點(dian))就(jiu)會由固體變成液(ye)體，叫(jiao)熔化。在這一過程中(zhong)(zhong)需消耗大(da)量的(de)電(dian)能。據電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)生產者對用水鎂(mei)(mei)石作原料生產電(dian)熔凝(ning)氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的(de)熱(re)平衡(heng)的(de)衡(heng)算，熱(re)消耗的(de)比例(li)如下(xia)：氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)晶(jing)體生成熱(re)消耗值(zhi)(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)值(zhi)(zhi)15.3%，散砂生成熱(re)耗值(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水耗熱(re)值(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐殼的(de)水耗熱(re)值(zhi)(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)值(zhi)(zhi)6.4%，煙(yan)氣帶(dai)走熱(re)值(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)能損失值(zhi)(zhi)3.2%，從這些統(tong)計數據可以看出(chu)，在電(dian)熔