硅材料提纯装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114132932A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202111664417.4(22)申请日2021.12.30(71)申请人万向新元科技股份有限公司地址344000江西省抚州市临川区才都工业园区科技园路666号临川高新科技产业园办公楼(72)发明人朱业胜姜承法吴旭宏董志远(74)专利代理机构天津易企创知识产权代理事务所(普通合伙)12242代理人王春梅(51)Int.Cl.C01B33/037(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称硅材料提纯装置及方法(57)摘要本发明提供了一种硅材料提纯装置及方法，提纯装置包括提炼炉、坩埚、真空机组、冷却系统及加热系统；坩埚设于提炼炉的内部，真空机组与提炼炉连通，加热系统设置于坩埚上，冷却系统设置于坩埚的下方。提纯方法包括将待处理的硅料自加料口放入至下料仓，并关闭料仓口；启动真空机组对提炼炉内抽真空；将硅料自下料仓的下料管道导送至坩埚内的承托座上；启动加热系统的电磁感应线圈和引燃环，并将硅料加热至熔融状态；关闭电磁感应线圈，并利用提拉装置将引燃环提升至坩埚的外部；启动水冷装置，并利用下拉装置对熔融的硅料进行下移，冷却至硅锭；停止真空机组抽真空，并给提炼炉内充气，打开炉门，取出硅锭。本发明能够有效节省硅料。CN114132932ACN114132932A权利要求书1/1页1.一种硅材料提纯装置，其特征在于：包括提炼炉、坩埚、真空机组、冷却系统及加热系统；所述提炼炉具有炉盖和炉门；所述坩埚设于所述提炼炉的内部，所述真空机组与所述提炼炉连通，所述加热系统设置于所述坩埚上，所述冷却系统设置于所述坩埚的下方。2.根据权利要求1所述的一种硅材料提纯装置及方法，其特征在于：还包括下料仓，所述下料仓具有加料口和下料管道，所述下料管道倾斜设置，且其底端位于所述提炼炉的内部，并位于所述坩埚的上方。3.根据权利要求2所述的一种硅材料提纯装置及方法，其特征在于：所述加热系统包括电磁感应线圈，所述电磁感应线圈围绕所述坩埚的外部设置。4.根据权利要求3的一种硅材料提纯装置及方法，其特征在于：所述加热系统还包括引燃环和提拉装置，所述引燃环位于所述坩埚的内部，所述引燃环与所述提拉装置连接。5.根据权利要求4的一种硅材料提纯装置及方法，其特征在于：所述提拉装置包括第一机架、电机、减速齿轮组和提拉杆，所述第一机架设置于所述炉盖上，所述电机和所述减速齿轮组固定于所述第一机架上，所述提拉杆的底端与所述引燃环固定连接，所述电机的动力输出轴与所述减速齿轮组的输入端连接，所述提拉杆与所述减速齿轮组的输出端连接。6.根据权利要求5的一种硅材料提纯装置及方法，其特征在于：所述冷却系统包括下拉装置和承托座，所述坩埚为筒状结构，所述承托座位于所述坩埚的底部，所述下拉装置与所述承托座连接。7.根据权利要求6的一种硅材料提纯装置及方法，其特征在于：所述下拉装置包括第二机架、升降柱及液压缸，所述第二机架预埋于所述提炼炉的下方，所述液压缸固定于所述第二机架上，所述升降柱的底端与所述液压缸的动力输出杆连接，所述升降柱的顶端与所述承托座固定连接。8.根据权利要求7的一种硅材料提纯装置及方法，其特征在于：所述冷却系统还包括水冷装置，所述水冷装置围绕所述承托座设置。9.根据权利要求8的一种硅材料提纯装置及方法，其特征在于：还包括底座，所述底座设置于所述提炼炉的底部。10.一种硅材料提纯方法，其特征在于，包括如下步骤：将待处理的硅料自加料口放入至下料仓，并关闭料仓口；启动真空机组对提炼炉内抽真空；将硅料自下料仓的下料管道导送至坩埚内的承托座上；启动加热系统的电磁感应线圈和引燃环，并将硅料加热至熔融状态；关闭电磁感应线圈，并利用提拉装置将引燃环提升至坩埚的外部；启动水冷装置，并利用下拉装置对熔融的硅料进行下移，冷却至硅锭；停止真空机组抽真空，并给提炼炉内充气，打开炉门，取出硅锭。2CN114132932A说明书1/4页硅材料提纯装置及方法技术领域[0001]本发明属于硅材料提纯的技术领域，尤其是涉及一种硅材料提纯装置及方法。背景技术[0002]进入21世纪以来，随着矿石能源的日益枯竭及其应用过程中对环境的严重污染，促使光伏产业世界范围内快速发展。我国在联合国大会上明确提出，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。如果到了2060年，中国实现碳中和，核能的装机容量是现在的5倍多，风能的装机容量是现在的12倍多，而太阳能装机容量会是现在的70多倍。光伏产能的迅速扩张使得多晶硅原料的需求大涨。[0003]但是，光伏产业消耗的多晶硅会有近30％在硅棒加工过程中生成硅粉，2020年我国光伏产业多晶硅消耗量为54万吨，