電弧(hu)熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流程主要包括：原料(liao)配料(liao)、電弧(hu)熔融、破碎、選(xuan)(xuan)別、粉碎、篩別、磁(ci)選(xuan)(xuan)、分類(lei)包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的優質菱鎂礦石，氧化鎂含量高，又易于開采(cai)，因此，被(bei)廣泛用作電熔(rong)氧化鎂的原料。采(cai)用菱鎂石作原料，碳酸鎂分解(jie)產生(sheng)CO2氣(qi)體(ti)，由于有(you)大(da)量氣(qi)體(ti)從爐內排(pai)出影響著(zhu)電熔(rong)過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂(mei)的結晶帶的形成均有不利影(ying)響，由于大量塵料飛損，使(shi)物(wu)料損耗和(he)能(neng)量消耗增高，也惡化(hua)了(le)車間生產(chan)環境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容易獲(huo)得(de)，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧化(hua)鎂(mei)用得(de)最(zui)多最(zui)廣泛的原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中氧化(hua)鎂(mei)的含量高(gao)低和化(hua)學成分(fen)直接影(ying)響到電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的質量，同時在(zai)電熔過程中也(ye)直接影(ying)響到電熔凝氧化(hua)鎂(mei)得到的品級比(bi)例，因此，為了(le)保證電熔凝氧化(hua)鎂(mei)的質量和品級比(bi)例，必須(xu)對各種礦石(shi)進(jin)行適當的配比(bi)后進(jin)行熔煉。

②水鎂(mei)(mei)(mei)石。我國的遼寧(ning)省水鎂(mei)(mei)(mei)石的礦(kuang)(kuang)源非常豐富，水鎂(mei)(mei)(mei)石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)含量(liang)高于菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)石。它(ta)也是一種制造電(dian)熔凝(ning)氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的原(yuan)料(liao)，部分地區水鎂(mei)(mei)(mei)石的化(hua)學成分見表2。

表(biao)2水鎂石(shi)的化學成(cheng)分(fen)/%

③輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。以輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)作為電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)原料，可(ke)以使(shi)生產(chan)環(huan)境得到改善，可(ke)以降低運輸費用。由于電(dian)(dian)熔(rong)時排出氣體(ti)少(shao)，成分也較均勻，對(dui)提高(gao)電(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)質(zhi)量有利。

我(wo)國有一(yi)些電(dian)(dian)(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制(zhi)成(cheng)球料(liao)入爐電(dian)(dian)(dian)熔。輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)含(han)量達到98%，以(yi)此料(liao)能生產出白色大結晶(jing)電(dian)(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)。但由于成(cheng)球費(fei)用(yong)(yong)高，影響生產成(cheng)本。目前，有的(de)(de)(de)廠(chang)家采(cai)用(yong)(yong)反射爐輕燒氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)，以(yi)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)粒度加入熔爐電(dian)(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)(dian)熔氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)質(zhi)量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦(kuang)石好，成(cheng)本又比用(yong)(yong)球料(liao)作原料(liao)時便宜(yi)，因(yin)而(er)得到了一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)。為了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)特(te)殊要求，有時必須(xu)(xu)在電(dian)熔(rong)過程(cheng)中采(cai)用燒(shao)結鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，如采(cai)用海水鎂(mei)砂(sha)作(zuo)(zuo)為電(dian)熔(rong)原(yuan)料(liao)(liao)，一般首先利(li)用處理海水和(he)石灰乳作(zuo)(zuo)用生產氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)，將氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅(duan)燒(shao)成(cheng)輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。用其(qi)他方(fang)法(fa)也可(ke)以(yi)(yi)制(zhi)得輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(詳(xiang)見工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)取方(fang)法(fa))，采(cai)用輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)作(zuo)(zuo)為原(yuan)料(liao)(liao)生產電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特(te)爾(er)(Ruttere)等(deng)研究認(ren)為，極少量(liang)的(de)(de)(de)(de)雜質氣體(相(xiang))也屬于晶體的(de)(de)(de)(de)雜質，可(ke)明顯影響晶粒的(de)(de)(de)(de)長大。因為雜質相(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用在于增(zeng)加晶界(jie)運動(dong)所需(xu)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。當晶界(jie)與第二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶體能(neng)(neng)量(liang)降低(di)，其(qi)降低(di)量(liang)與第二(er)相(xiang)橫截面(mian)積成(cheng)正比，所以(yi)(yi)必須(xu)(xu)提高晶界(jie)能(neng)(neng)，晶界(jie)才(cai)能(neng)(neng)離開(kai)第二(er)相(xiang)繼續(xu)運動(dong)。并且當晶界(jie)與第二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與第二(er)相(xiang)橫截面(mian)積相(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)(de)晶界(jie)必須(xu)(xu)變形，第二(er)相(xiang)數量(liang)愈多，晶粒長大的(de)(de)(de)(de)極限尺寸愈小。

另一(yi)方面(mian)為(wei)了降低(di)電熔(rong)凝氧化鎂的(de)顯(xian)氣孔(kong)率(lv)，也應盡量減(jian)少原料氧化鎂的(de)氣體排出，因此，采用燒(shao)結鎂砂電熔(rong)有其顯(xian)著(zhu)優點(dian)。

⑤電熔氧(yang)化鎂單(dan)晶的化學原料質量(liang)要求(qiu)：

(3)電弧熔融

這(zhe)些(xie)特(te)性是同原子(zi)(zi)和(he)(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本性如離(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外(wai)層(ceng)結(jie)(jie)構等相關(guan)聯。而氧化鎂的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和(he)(he)電(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)和(he)(he)陰離(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)(de)結(jie)(jie)合(he)特(te)性和(he)(he)強度(du)、離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)極化作用(yong)、結(jie)(jie)晶構造等決定(ding)它(ta)是一(yi)高熔(rong)點(dian)化合(he)物。

氧化(hua)鎂的熔點和結構(gou)(gou)參(can)數(shu)：陽離子半徑0.074mm;陰離子半徑0.53mm;結構(gou)(gou)類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有(you)效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂制造的最重(zhong)要過(guo)程(cheng)是由各種(zhong)鎂質原料(liao)，通過(guo)各種(zhong)形式的加熱(re)方(fang)法(fa)產生高溫使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)(rong)融，必須消耗大(da)量的熱(re)能，以(yi)克(ke)服離子間的引(yin)力。通過(guo)強大(da)電弧產生高溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)鎂的方(fang)法(fa)叫做電弧熔(rong)(rong)(rong)融法(fa)。這(zhe)個融化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱(re)的傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶、晶體(ti)長大(da)等一(yi)系列物理(li)化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的過(guo)程(cheng)。

①脫水(shui)過(guo)程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石作原料有一脫水(shui)過(guo)程(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的主要成分是(shi)氫氧化鎂(mei)Mg(OH)2。其脫水(shui)過(guo)程(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂(mei)礦作為原料時有一(yi)個(ge)脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)包(bao)括兩個(ge)方面。一(yi)方面是菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的熱分解，菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)的主要成分是碳(tan)酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)電(dian)熔過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加入(ru)石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在(zai)電(dian)熔爐起動過程(cheng)中(zhong)需(xu)在(zai)三(san)(san)電(dian)極(石(shi)(shi)墨(mo)電(dian)極)的下(xia)端用石(shi)(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三(san)(san)角形或星形導線(xian)路，在(zai)通電(dian)過程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完全燃燒除(chu)去石(shi)(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)(guo)程(cheng)。熔(rong)化過(guo)(guo)程(cheng)即氧(yang)化鎂(mei)(mei)中鎂(mei)(mei)離子和氧(yang)離子在強(qiang)電(dian)(dian)(dian)弧產生(sheng)(sheng)的熱(re)(re)(re)能作(zuo)(zuo)用下，克服(fu)單晶體(ti)(ti)中的晶格能的束縛，變成(cheng)能自(zi)由(you)(you)運動(dong)的過(guo)(guo)程(cheng)。也就是說，氧(yang)化鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)點)就會(hui)由(you)(you)固體(ti)(ti)變成(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化。在這一過(guo)(guo)程(cheng)中需消(xiao)(xiao)耗(hao)大量(liang)的電(dian)(dian)(dian)能。據(ju)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產者對用水(shui)鎂(mei)(mei)石作(zuo)(zuo)原料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)的熱(re)(re)(re)平衡(heng)的衡(heng)算，熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)的比例(li)如下：氧(yang)化鎂(mei)(mei)晶體(ti)(ti)生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)消(xiao)(xiao)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)34.9%，渣皮(pi)消(xiao)(xiao)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)(sheng)成(cheng)熱(re)(re)(re)耗(hao)值(zhi)(zhi)(zhi)3.0%，冷(leng)卻(que)水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)8.4%，冷(leng)卻(que)爐(lu)殼的水(shui)耗(hao)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)7.9%，爐(lu)子表面散(san)熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶(dai)走熱(re)(re)(re)值(zhi)(zhi)(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)能損失值(zhi)(zhi)(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數據(ju)可以看出，在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)