一种从工业硅中去除硼杂质的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101941700A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101941700A(43)申请公布日2011.01.12(21)申请号201010281559.8(22)申请日2010.09.15(71)申请人陈应天地址100085北京市海淀区上地西路8号院上地科技大厦4号楼303室(72)发明人陈应天林晨星(51)Int.Cl.C01B33/037(2006.01)权利要求书2页说明书4页(54)发明名称一种从工业硅中去除硼杂质的方法(57)摘要一种从工业硅中去除硼杂质的方法，包括将工业硅破碎、磁选、酸洗、烘干，然后在硅粉里加入SiO2和碱性金属化合物，将这些粉状材料混合，再将混合粉体搅拌均匀。在搅拌后的混合粉体添加膨化促进剂，使混合粉体变膨松，然后将膨松的混合粉体置入中频炉、高频炉、太阳炉、新型太阳炉、激光或聚光LED中进行高温熔炼；或者将膨松的混合粉体高压成形，成形后的块料再置入中频炉、太阳炉、新型太阳炉、激光或聚光LED中进行高温熔炼。熔炼后将硅与熔渣冷却并分离，将硅料砸碎并酸洗,即可非常高效率的去除工业硅里的硼元素。CN10947ACCNN110194170001941705A权利要求书1/2页1.本发明提出一种通过膨化作用从工业硅中去除硼杂质的方法，其特征包括以下步骤：将工业硅破碎成粉状，然后经过强力磁选机去除铁磁性杂质，并进一步通过酸洗以去除表层的金属杂质；将步骤(1)处理过的硅粉用净水清洗，去除残酸，然后烘干；将步骤(2)处理过的硅颗粒，与粉状的SiO2和碱性金属化合物，然后均匀搅拌；在步骤(3)制备的硅、SiO2和碱性金属化合物的混合物里添加膨化促进剂，使所述的混合物膨化，混合物里面的物质疏松，混合物的体积增加,固体硅颗粒均匀地分布在粉状的渣剂中，混合物里各种物质的颗粒之间的空隙增加；将步骤(4)处理过的混合物，用中频感应炉，高频频感应炉或者其他高温热炉或太阳炉、激光或聚光LED加热至1700°C-2000°C,使所述的混合物熔化，对熔体进行搅拌使其发生充分的化学萃取反应；将步骤(5)发生充分的化学反应的熔体里的硅液取出，冷却并与残渣分离，砸碎和酸洗以去除杂质,即可非常高效率的去除工业硅里的硼杂质。2.根据权利要求1步骤(1)所述的酸洗，其特征包括，所用的酸是浓盐酸，或者浓硝酸，或者王水；酸洗的温度范围为60°C~80°C；酸洗时间为1~2小时；酸洗的过程中对所述的工业硅进行搅拌。3.根据权利要求1中步骤(3)所述的碱性金属化合物，其特征包括单独使用或者混合使用CaO,MgO,Na2O,K2O,CaCO3,MgCO3,Na2CO3,K2CO3，BaO。4.根据权利要求1步骤(4)所述的膨化促进剂,其特征包括在加热熔化硅和权利要求3所述的碱性金属化合物的过程中，会发生热解，产生水或气体或挥发物的物质，其中包括Ca(OH)2,CaCO3,NaOH,Na2CO3,MgCO3。5.一种提纯工业硅的方法，其特征包括以下步骤：将工业硅破碎成粉状，然后经过强力的磁选机去除铁磁性杂质，并进一步通过酸洗以去除表层的金属杂质；将步骤(1)处理过的硅粉用净水清洗，去除残酸，然后烘干；将步骤(2)处理过的硅，与粉状的SiO2和碱性金属化合物混合，然后均匀搅拌；在步骤(3)制备的硅，SiO2和碱性金属氧化物的混合物里添加膨化促进剂，使所述的混合物膨化，混合物里面的物质疏松，混合物的体积增加,固体硅颗粒均匀地分布在粉状的渣剂中，混合物里各种物质的颗粒之间的空隙增加；(5)将步骤(4)处理过的混合物用压力机压制成形，减少混合物颗粒之间的空隙，从微观来讲，使每一粒固体硅颗粒的周围都分布有颗粒状的渣剂；将步骤(5)压制出来的混合物压制品，用中频炉、高频炉以及太阳炉、激光或聚光LED加热,使所述的混合物快速熔化，并发生充分的化学萃取反应；将步骤(6)发生充分的化学反应的熔体里的硅液取出，冷却并与残渣分离，砸碎和酸洗以去除杂质,即可非常高效率的去除工业硅里的硼杂质。6.根据权利要求5步骤(1)所述的酸洗，其特征包括，所用的酸是浓盐酸，或者浓硝酸，或者氢氟酸，或者王水；酸洗温度为60°C~80°C；酸洗时间为1~2小时；酸洗的过程中对所述的工业硅进行搅拌。2CCNN110194170001941705A权利要求书2/2页7.根据权利要求5步骤(3)所述的碱性金属化合物，其特征包括单独使或者混合使用CaO,MgO,Na2O,K2O,CaCO3,MgCO3,Na2CO3,K2CO3。8.根据权利要求5步骤(4)所述的膨化促进剂,其特征包括在加热熔化硅和权利要求3所述的碱性金属化合物的过程中，会发生热解，产生水或气体或挥发物的物质，其中包括Ca(OH)2,CaCO3,NaOH,Na2CO3,MgCO3。9.根据