一种金属硅的冶金级物理提炼方法技术

本发明专利技术公开了一种金属硅的冶金级物理提炼方法，依次包括有以下工序：原材料分类、清洗、吹干、预热、熔化、沉淀、去杂质、暂存、定向提纯、去皮、清洗、测量欧姆值和成品包装、封存；将原材料硅加热至一定高温，利用高温中硅的厌氧特性，去除大部分杂质，其后再加入一定的催化剂，去除硅溶液的其他杂质，大大降低了成本，而且减少污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属硅的提炼方法，具体涉及一种金属硅的冶金级物理提炼 方法。
技术介绍
硅业界的人们非常注重硅的纯度，同其他高纯度物质一样，通常以9的 个数值来表示硅的纯度档次，4个9 (简称4N )纯度的硅为高纯硅，6个 9 (简称6N )纯度的硅为超纯硅，9个9 (简称gN )以上纯度的硅为超 高纯硅。金属硅的硅含量纯度为98 — 99 % ，是以氧化硅为原料采用碳和 热还原法大量地生产的，这种方法制造的金属硅纯度低，不能直接应用，但 其生产量很大，可充裕地供应给下游厂商作为原料进行提纯去杂系列工序的 加工作业，以制造出满足特定专业用途的硅产品。9N以上纯度的硅，主要是用闻名于世的西门子法即金属硅烷化学气相 法简称CVD法生产的。这种超高纯硅制造成本高，主要用于半导体制造业， 如果经过调整作业，添加某些元素作为太阳能电池硅的用途，用这种方法制 造会因为生产成本的偏高，以至用户接受不了，不利于普及推广应用。9N及 以下纯度的硅大都以金属硅为原料，通过对原料的除去杂质的方法来制造。现有技术中，硅的提炼方法通常采用化学方法，通过各种化学试剂将原 材料硅中的各种杂质去除，所述的成本较高，而且提纯过程中的副产品污染 较大。
技术实现思路
本专利技术目的是克服现有技术的缺陷，提供一种成本较低、污染较少的 金属硅的冶金级物理提炼方法。专利技术提供的技术方案如下 ，包括有 以下步骤；第一步原材料分类，用极性测量仪测量材料中的N/P属性，初步确定原材料金属硅中硼、磷的含量， 一决定接下来的步骤中其他催化剂的用量； 第二步清洗原材料，在高周波振动机中用盐酸清洗原材料金属硅表面杂质，然后用清水洗毛细孔，再以纯水初步去除表面杂质；第三步吹干，在烘烤箱中把清洗过后的金属硅烘干其上的水分； 第四步预热，在预热器中将金属硅加热到一定的温度，縮短加工时间； 第五步熔化原材料金属硅，在熔化炉中将金属硅加热至某一高温并加入氧气，在该温度下，硅元素产生厌氧反应，而原材料中的铝、铁和钙会和加入的氧气发生氧化作用变成金属氧化物而分离；第六步沉淀，在沉淀炉中将上述步骤中溶液与金属氧化物的密度差，将该金属氧化物去掉；第七步去杂质，将去掉金属氧化物后硅溶液转放入离子炉，利用该炉加热到一定温度后放入催化剂去除硅溶液中的钛、铜、磷和硼元素； 第八步暂存，将去除了各种杂质的硅溶液转存入暂存炉中； 第九步；定向提纯，将硅溶液转入定向炉，提纯出6N的金属硅，并冷却；第十步去皮，用切割机将冷却后的金属硅切割成成品； 第十一步清洗，将切割后金属硅成品清洗干净；第十二步测量欧姆值，用欧姆测量仪测量金属硅成品的欧姆值，检测 该成品是否合格；第十三步封存、包装合格的金属硅成品。作为优选，上述金属硅的冶金级物理提炼方法中，所述第四步中预热温 度为700°C。作为优选，上述金属硅的冶金级物理提炼方法中，所述第五步熔化温度 为1700°C-2300°C。作为优选，上述金属硅的冶金级物理提炼方法中，所述第七步中，加热 温度为3200°C。本专利技术具有以下优点将原材料硅加热至一定高温，利用高温中硅的厌氧特性，去除大部分杂质，其后再加入一定的催化剂，去除硅溶液的其他杂质，大大降低了成本，而且减少污染。 附图说明图l是本专利技术的流程图。 具体实施例方式下面结合附图对具体的实施方式加以说明本专利技术的具体实施例，如图1所示， ， 包括有以下步骤；第一步原材料分类l，用极性测量仪测量材料中的N/P属性，初步确 定原材料金属硅中硼、磷的含量， 一决定接下来的步骤中其他催化剂的用第二步清洗原材料2，在高周波振动机中用盐酸清洗原材料金属硅表面杂质，然后用清水洗毛细孔，再以纯水初步去除表面杂质；第三步吹干3，在烘烤箱中把清洗过后的金属硅烘干其上的水分； 第四步预热4，在预热器中将金属硅加热到70(TC的温度，缩短加工时间；第五步熔化原材料金属硅5，在熔化炉中将金属硅加热至1700°C-2300 'C并加入氧气，在该温度下，硅元素产生厌氧反应，而原材料中的铝、铁 和钙会和加入的氧气发生氧化作用变成金属氧化物而分离；第六步沉淀6，在沉淀炉中将上述步骤中溶液与金属氧化物的密度差， 将该金属氧化物去掉；第七步去杂质，将去掉金属氧化物后硅溶液转放入离子炉，利用该炉 加热到3200。C后放入催化剂去除硅溶液中的钛、铜、磷和硼元素；第八步暂存9，将去除了各种杂质的硅溶液转存入暂存炉中；第九步；定向提纯IO，将硅溶液转入定向炉，提纯出6N的金属硅，并 冷却；第十步去皮ll，用切割机将冷却后的金属硅切割成成品； 第十一步清洗12，将切割后金属硅成品清洗干净；第十二步测量欧姆值13，用欧姆测量仪测量金属硅成品的欧姆值，检 测该成品是否合格；第十三步封存、包装合格的金属硅成品14。当然，以上的实施例只是在于说明而不是限制本专利技术，以上所述仅是本 专利技术的较佳实施例，故凡依本专利技术专利申请范围所述的构造、特征及原理 所做的等效变化或修饰，均包括于本专利技术专利申请范围内。权利要求1、，其特征在于包括有以下步骤；第一步原材料分类，用极性测量仪测量材料中的N/P属性，初步确定原材料金属硅中硼、磷的含量，以决定接下来的步骤中其他催化剂的用量；第二步清洗原材料，在高周波振动机中用盐酸清洗原材料金属硅表面杂质，然后用清水洗毛细孔，再以纯水初步去除表面杂质；第三步吹干，在烘烤箱中把清洗过后的金属硅烘干其上的水分；第四步预热，在预热器中将金属硅加热到一定的温度，缩短加工时间；第五步熔化原材料金属硅，在熔化炉中将金属硅加热至某一高温并加入氧气，在该温度下，硅元素产生厌氧反应，而原材料中的铝、铁和钙会和加入的氧气发生氧化作用变成金属氧化物而分离；第六步沉淀，在沉淀炉中将上述步骤中溶液与金属氧化物的密度差，将该金属氧化物去掉；第七步去杂质，将去掉金属氧化物后硅溶液转放入离子炉，利用该炉加热到一定温度后放入催化剂去除硅溶液中的钛、铜、磷和硼元素；第八步暂存，将去除了各种杂质的硅溶液转存入暂存炉中；第九步；定向提纯，将硅溶液转入定向炉，提纯出6N的金属硅，并冷却；第十步去皮，用切割机将冷却后的金属硅切割成成品；第十一步清洗，将切割后金属硅成品清洗干净；第十二步测量欧姆值，用欧姆测量仪测量金属硅成品的欧姆值，检测该成品是否合格；第十三步封存、包装合格的金属硅成品。2、 根据权利要求1所述的金属硅的冶金级物理提炼方法，其特征在于: 所述第四步中预热温度为700°C。3、 根据权利要求1所述的金属硅的冶金级物理提炼方法，其特征在于: 所述第五步熔化温度为1700°C-2300°C。4、 根据权利要求1所述的金属硅的冶金级物理提炼方法，其特征在于:所述第七步中，加热温度为3200'C。全文摘要本专利技术公开了，依次包括有以下工序原材料分类、清洗、吹干、预热、熔化、沉淀、去杂质、暂存、定向提纯、去皮、清洗、测量欧姆值和成品包装、封存；将原材料硅加热至一定高温，利用高温中硅的厌氧特性，去除大部分杂质，其后再加入一定的催化剂，去除硅溶液的其他杂质，大大降低了成本，而且减少污染。文档编号C01B33/037GK101428802SQ20081021927公开日2009年5月13日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年11月21日专利技术者陈炳聪 申请人:储科电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属硅的冶金级物理提炼方法，其特征在于：包括有以下步骤；　第一步：原材料分类，用极性测量仪测量材料中的Ｎ／Ｐ属性，初步确定原材料金属硅中硼、磷的含量，以决定接下来的步骤中其他催化剂的用量；　第二步：清洗原材料，在高周波振动机 中用盐酸清洗原材料金属硅表面杂质，然后用清水洗毛细孔，再以纯水初步去除表面杂质；　第三步：吹干，在烘烤箱中把清洗过后的金属硅烘干其上的水分；　第四步：预热，在预热器中将金属硅加热到一定的温度，缩短加工时间；　第五步：熔化原 材料金属硅，在熔化炉中将金属硅加热至某一高温并加入氧气，在该温度下，硅元素产生厌氧反应，而原材料中的铝、铁和钙会和加入的氧气发生氧化作用变成金属氧化物而分离；　第六步：沉淀，在沉淀炉中将上述步骤中溶液与金属氧化物的密度差，将该金属氧化 物去掉；　第七步：去杂质，将去掉金属氧化物后硅溶液转放入离子炉，利用该炉加热到一定温度后放入催化剂去除硅溶液中的钛、铜、磷和硼元素；　第八步：暂存，将去除了各种杂质的硅溶液转存入暂存炉中；　第九步；定向提纯，将硅溶液转入定 向炉，提纯出６Ｎ的金属硅，并冷却；　第十步：去皮，用切割机将冷却后的金属硅切割成成品；　第十一步：清洗，将切割后金属硅成品清洗干净；　第十二步：测量欧姆值，用欧姆测量仪测量金属硅成品的欧姆值，检测该成品是否合格；　第 十三步：封存、包装合格的金属硅成品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炳聪，
申请(专利权)人：储科电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]