[发明专利]一种高纯大尺寸氧化镁单晶的制备方法

权利要求书

1.一种高纯大尺寸氧化镁单晶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）菱镁矿石经过提纯化处理，得到高纯的重烧氧化镁；

（2）将步骤（1）中制得的重烧氧化镁经破碎、磁选、分筛后得到粒度分别为4～6mm、3~4mm、2~3mm、1~2mm和0.5～1mm的分级氧化镁粉体，将粒度0.5mm以下的氧化镁粉体去除；

（3）按照最大密度的堆积原则，将分级氧化镁粉体级配混合，得到混合料，然后将10~50吨混合料一次性装入单晶生长炉体中；

（4）在炉膛中预埋入石墨电极2~3根；混合料装入炉体中后通电升温，在温度2800~3500℃、电流2万安培条件下冶炼20~50小时；然后断电，自然冷却100~300小时；最后，剥离外层的多晶氧化镁层，即可得到氧化镁单晶块，再通过分选，即可得到高纯大尺寸氧化镁单晶。

2.根据权利要求1所述氧化镁单晶的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述提纯化处理，包括如下步骤：

（a）将菱镁矿石在600～1000℃煅烧4～8小时，MgCO₃分解生成MgO和CO₂，得到轻烧氧化镁；

（b）将轻烧氧化镁加入水中，搅拌条件下通入CO₂气体，生成碳酸氢镁；

（c）使用板式过滤机，将碳酸氢镁溶液与杂质分离；

（d）将碳酸氢镁溶液加热到100℃，搅拌，生成MgCO₃沉淀；

（e）再使用板式过滤机将MgCO₃沉淀与杂质分离；

（f）将MgCO₃沉淀干燥，然后在600～1200℃煅烧4~8小时，得到纯度≥99.8%高纯MgO粉料；

（g）采用干式压球机，在200吨压力下，将步骤（f）中的MgO粉料压制成20~50mm的氧化镁球；

（h）将步骤（g）中的氧化镁球装入高温窑炉中，1700~1900℃煅烧6~12小时，得到重烧、高纯MgO。

3.根据权利要求2所述氧化镁单晶的制备方法，其特征在于：所述菱镁矿石中碳酸镁质量含量≥45％；所述高纯重烧氧化镁其氧化镁的质量含量大于99.9％。

4.根据权利要求1所述氧化镁单晶的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述混合料中每一级氧化镁粉体的质量含量范围为10~30%。

5.根据权利要求1所述氧化镁单晶的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述单晶生长炉的炉膛尺寸φ3m×2.7m。

6.根据权利要求1所述氧化镁单晶的制备方法，其特征在于：步骤（4）冶炼过程中，通过调压器将电流恒定在2万安培。