本发明专利技术涉及一种强化熔渣精炼提纯合金的方法，特别涉及一种电场强化熔渣精炼提纯硅合金的方法。主要包括：(1)首先预熔熔渣与合金，形成稳定的熔渣与合金双层界面；(2)其次将两根电极分别插入熔渣层和合金层中；(3)在一定温度条件下在电极两端施加电压进行氧化精炼；(4)将精炼所得合金经破碎分离，获得纯化的多晶硅。本发明专利技术通过电场作用，解决了熔渣精炼过程中杂质元素分配系数小，传质速率慢的技术难题，大幅度提高了合金中杂质的分离净化效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种强化烙渣精炼提纯合金的方法，特别设及一种电场强化烙渣精炼 提纯娃合金的方法。
技术介绍
在信息技术飞速发展的今天，W半导体材料为基础制作的各种各样的器件，在人 们生活的各个领域不断改善着人们的生活方式，提高着人们的生活质量，促进了人类社会 的文明进步。现在电子元器件90%W上都是由娃材料制备的，全世界与娃相关的电子工业 已达一万亿美元W上。但娃材料提纯成本过高及纯度达不到制备半导体元器件的要求等因 素，大大影响了半导体工业乃至信息产业的发展。 目前，提纯多晶娃的方法主要有=种；改良西口子法、流化床法和冶金法。尽管改 良西口子法和流化床法在控制生产成本和提高提纯效率的方面有了一定的进步，但其提纯 过程中的两步相态转变（固态-液态、液态-固态）成为了改良西口子法和流化床法在降 低生产成本方面的最大限制性环节。而作为一种不改变主体娃性质的提纯技术，冶金法得 到了国内外专家极大的认可。 娃中主要杂质元素为金属元素化、Al、Ca、Ti和非金属元素B、P等。金属杂质元 素可W通过酸洗、定向凝固的方法去除。但非金属杂质B、P由于其分凝系数小的特点不易 被传统的冶金法去除。太阳能级多晶娃对B杂质的含量的要求是低于0. 3个ppmw，对磯的 要求是低于0. 5个ppmw，而电子级娃对于B、P的杂质含量要求更加精确。氧化造渣精炼是 一种较为有效的去除B元素的方法，利用烙渣的氧化性在渣金界面将娃中的棚单质氧化成 棚氧化物的形式，进而上浮被渣相吸收，并与渣中的化合物结合，形成稳定的棚氧酸盐留在 渣中或挥发到空气中。氧化造渣精炼由于B在渣金体系中的分配系数小、B在从娃相到渣 相过程的传质速率较慢的特点，限制了此种技术在工业生产中的规模化应用。所W，一种可 W高效去除娃中杂质B、P的工艺具有重要的应用价值和市场前景。 澳大利亚斯威本科技大学M. S. Islam和M. A. MiaiiKlhani在Ilie Minerals, Metals&Materials Society上发表的《Electrically Enhanced Boron Removal from Silicon Using Slag》中提出，在3V电场下用Ca〇-Si〇2-Al2〇遇精炼工业娃，对去除 棚杂质有很明显的效果。但由于其精炼的原料为多晶娃，导电性较差，且精炼工艺的不足， 造成效率较低，所W并不能达到多晶娃生产的工业要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于；克服现有氧化造渣精炼技术的不足，提供一种强化烙渣精炼 提纯合金的方法，通过电场作用，解决了氧化造渣精炼过程中杂质元素分配系数小，传质速 率慢的技术难题，大幅度提高了杂质的净化效果。 本专利技术技术解决方案；一种电场强化烙渣精炼提纯娃合金的方法，包括W下步 骤：[000引 （1)首先预烙烙渣与娃合金，渣金质量比为0. 1-50,形成稳定的烙渣与娃合金双 层界面； (2)其次将两个电极分别插入娃合金层和烙渣层中； (3)在一定温度条件下在电极两端施加电压进行氧化精炼； (4)将精炼所得娃合金进行破碎分离，获得纯化的多晶娃。 所述娃合金为Si与Sn、A1、化、Fe、Ni、化形成的两种或两种W上的娃合金化合 物。[001 引 所述烙渣为CaO、Si02、AI2O3、MgO、化20、化203、MnO、BaO、CaFs、化20)3、NaaSiOs、 化sAlFe中的S种或S种W上的混合物。 所述烙渣化学组分按重量百分比计为：【主权项】1. ，其特征在于包括以下步骤： (1) 首先预熔熔渣与硅合金，渣金质量比为0. 1-50,形成稳定的熔渣与硅合金双层界 面； (2) 其次将两个电极分别插入硅合金层和熔渣层中； (3) 在一定温度条件下在电极两端施加电压进行氧化精炼； (4) 将精炼所得硅合金进行破碎分离，获得纯化的多晶硅。2. 根据权利要求1所述电场强化熔渣精炼提纯硅合金的方法，其特征在于：步骤（1) 中所述娃合金为Si与Sn、Al、Cu、Fe、Ni、Zn形成的两种或两种以上的娃合金化合物。3. 根据权利要求1所述电场强化熔渣精炼提纯硅合金的方法，其特征在于：步骤（1) 中所述熔渣为 CaO、Si02、A1203、MgO、Na20、Fe 203、MnO、BaO、CaF2、Na2C03、Na 2Si03、Na3AlF6中 的三种或三种以上的混合物。4. 根据权利要求3所述电场强化熔渣精炼提纯硅合金的方法，其特征在于：所述熔渣 化学组分按重量百分比计为： CaO 20-40% SiO2 20-40% Al2O3 0-40% MgO 0-6% NaO 0-35% Fc2O3 0-35% MnO 0-35% BaO 0-35% CaF2 0-40% Na2CO;; 0-35% Na2SiO3 0-35% Na3AlF6 0-35%5. 根据权利要求1所述电场强化熔渣精炼提纯硅合金的方法，其特征在于：步骤（1) 中所述的渣层与硅合金层的质量比即渣金比为0. 5-5。6. 根据权利要求1所述电场强化熔渣精炼提纯硅合金的方法，其特征在于：步骤（3) 中所述的两个电极中正极插入硅合金层，负极插入熔渣层。7. 根据权利要求1所述电场强化熔渣精炼提纯硅合金的方法，其特征在于：步骤（3) 中所述的施加电压为〇. 2v-20v。8. 根据权利要求1所述电场强化熔渣精炼提纯硅合金的方法，其特征在于：步骤（3) 中所述的电极材料为钨丝，钼丝，铂丝中的一种。9. 根据权利要求1所述电场强化熔渣精炼提纯硅合金的方法，其特征在于：步骤（3) 中所述的温度范围为1200°C -1600°C。【专利摘要】本专利技术涉及一种强化熔渣精炼提纯合金的方法，特别涉及。主要包括：(1)首先预熔熔渣与合金，形成稳定的熔渣与合金双层界面；(2)其次将两根电极分别插入熔渣层和合金层中；(3)在一定温度条件下在电极两端施加电压进行氧化精炼；(4)将精炼所得合金经破碎分离，获得纯化的多晶硅。本专利技术通过电场作用，解决了熔渣精炼过程中杂质元素分配系数小，传质速率慢的技术难题，大幅度提高了合金中杂质的分离净化效果。【IPC分类】C22C21-02, C01B33-021【公开号】CN104724704【申请号】CN201510118143【专利技术人】王志, 杜冰, 孙丽媛, 王明涌 【申请人】中国科学院过程工程研究所【公开日】2015年6月24日【申请日】2015年3月18日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电场强化熔渣精炼提纯硅合金的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)首先预熔熔渣与硅合金，渣金质量比为0.1‑50，形成稳定的熔渣与硅合金双层界面；(2)其次将两个电极分别插入硅合金层和熔渣层中；(3)在一定温度条件下在电极两端施加电压进行氧化精炼；(4)将精炼所得硅合金进行破碎分离，获得纯化的多晶硅。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王志，杜冰，孙丽媛，王明涌，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。