一种颗粒硅的生产方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及晶体硅制备技术领域，具体而言，涉及一种颗粒硅的生产方法及装置。本发明专利技术的实施例中提供的颗粒硅的生产装置包括颗粒硅晶种制备装置、与颗粒硅晶种制备装置连接的颗粒硅晶种筛分装置、与颗粒硅晶种筛分装置连接的颗粒硅制备装置以及与颗粒硅制备装置连接的颗粒硅筛分装置。本发明专利技术的实施例中提供的颗粒硅的生产方法采用闭环循环装置加工颗粒硅，使存在影响多晶硅颗粒的纯度及球度的间隙较小，即便有影响多晶硅颗粒的纯度及球度的现象，也会在两次筛分过程中筛分出去，有效地保证颗粒硅的精度及球度，本发明专利技术实施例中提供的颗粒硅的生产方法与上述装置采用相同的技术方案，因此也具备上述的有益效果。

A method and system for the production of granular silicon

The invention relates to the technical field of crystal silicon preparation, in particular, a production method and a system for granular silicon. Production system of silicon particles provided by the embodiment of the invention comprises a particulate silicon preparation system, and particulate silicon preparation system connected particles of silicon and silicon particle screening system, screening system connected silicon preparation system and silicon particle preparation system connected particles silicon screening system. Method for producing silicon particles provided by the embodiment of the invention adopts the closed loop circulation system and processing of grain silicon, so there is a smaller gap of purity and ball particles of polysilicon, and even affect the purity of polysilicon particles of ball phenomenon, will go out in two screening screening process, effectively ensure the silicon particles the precision and sphericity, implement production method of silicon particles provided in the system of the invention adopting the technical scheme of the same, so also has the beneficial effect of the above.

【技术实现步骤摘要】
一种颗粒硅的生产方法及系统
本专利技术涉及晶体硅制备
，具体而言，涉及一种颗粒硅的生产方法及系统。
技术介绍
改良西门子法和流化床法是制备多晶硅的主要方法，两种方法均需要多晶硅晶种作为硅沉积载体，改良西门子法通常采用的是圆柱形多晶硅细棒或正方体型多晶硅硅棒作为硅沉积载体，流化床法采用小粒径硅颗粒作为硅沉积载体。颗粒硅籽晶通常采用研磨、破碎等机械粉碎方法制备。以破碎法制备颗粒硅籽晶为例，在多晶硅硅棒破碎过程中，引入外来杂质和碎颗粒表面氧化的概率很大，此外，很容易在破碎过程中产生硅粉尘，导致物料损失。低纯度颗粒硅籽晶是影响颗粒硅纯度的主要因素，高纯颗粒硅籽晶制备技术是获得高纯颗粒硅的基础性关键技术。在颗粒硅籽晶制备过程中抑制硅粉尘的产生，也是急需解决的问题。颗粒硅籽晶形貌对流化床工艺的稳定性有重要影响。不规则颗粒硅籽晶，即低球度颗粒硅籽晶在流化床中的占比越高，相对应地最小流化态速度越低，太低的最小流化态速度不利于流化床的稳定运行，会导致流化床沸腾程度提高，会增加床层孔隙率，更加容易产生硅粉尘。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种颗粒硅的生产方法，以改善现有技术中的生产颗粒硅纯度降低的问题。本专利技术的另一目的在于提供一种颗粒硅的生产系统，以改善现有技术中的生产颗粒硅纯度降低的问题。本专利技术的实施例是这样实现的：一种颗粒硅的生产方法，其包括对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物；对第一混合物进行筛分，将非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种分离；将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；对第二混合物进行筛分，将颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种分离；将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；将颗粒硅晶种用于加工第二混合物。在本专利技术的一个实施例中：对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括：将多晶硅料加热至形成多晶硅液流；将多晶硅液流分散为多晶硅液滴；将多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。在本专利技术的一个实施例中：上述多晶硅料加热至形成多晶硅液流的过程中，其加热温度为1000℃至2300℃。在本专利技术的一个实施例中：将上述多晶硅液流分散为多晶硅液滴，具体包括：采用100℃至600℃的惰性气体以10m/s至1200m/s的速度冲击流出的多晶硅液流使多晶硅液流分散为多晶硅液滴。在本专利技术的一个实施例中：将上述多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括：将多晶硅液滴随着惰性气体进一步输送至温度为100℃至300℃的多晶硅液滴冷却装置中，使多晶硅液流变为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。在本专利技术的一个实施例中：对上述颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物，具体包括：颗粒硅晶种在物料气的作用下处于流化状态，将温度设置为在300℃至600℃，使颗粒硅晶种生成颗粒硅。在本专利技术的一个实施例中：上述物料气包括氢气以及硅烷。一种颗粒硅的生产系统，其包括颗粒硅晶种制备系统，用于对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物；与颗粒硅晶种制备系统连接的颗粒硅晶种筛分系统，用于接收第一混合物并对第一混合物进行筛分，将非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种分离，并将非颗粒硅晶种输送至颗粒硅晶种制备系统；与颗粒硅晶种筛分系统连接的颗粒硅制备系统，用于接收颗粒硅晶种，并对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；与颗粒硅制备系统连接的颗粒硅筛分系统，用于接收第二混合物并对第二混合物进行筛分，将颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种分离，并将非颗粒硅晶种输送至颗粒硅晶种制备系统，将颗粒硅晶种输送至颗粒硅制备系统。在本专利技术的一个实施例中：上述颗粒硅晶种制备系统包括用于将多晶硅料熔化为多晶硅液流的多晶硅料熔融装置、用于将引自多晶硅料熔融装置的多晶硅液流分散为液滴的多晶硅液流分散装置以及用于将分散的多晶硅液滴进行冷却的多晶硅液滴冷却装置；其中，多晶硅料熔融装置与多晶硅液流分散装置连接；多晶硅液流分散装置与多晶硅液滴冷却装置连接。在本专利技术的一个实施例中：上述颗粒硅制备系统包括用于将颗粒硅晶种生长为颗粒硅的颗粒硅流化床。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术的实施例中提供的颗粒硅的生产方法包括将对多晶硅料进行加工为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物；并将第一混合物筛分进行筛分，分离为非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种；将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；对第二混合物分离为颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种；将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；将颗粒硅晶种用于加工第二混合物。本专利技术的实施例中提供的颗粒硅的生产方法采用闭环循环系统加工颗粒硅，使存在影响多晶硅颗粒的纯度及球度的间隙较小，即便有影响多晶硅颗粒的纯度及球度的现象，也会在两次筛分过程中筛分出去，有效地保证颗粒硅的精度及球度。本专利技术的实施例中提供的颗粒硅的生产体统包括颗粒硅晶种制备系统、与颗粒硅晶种制备系统连接的颗粒硅晶种筛分系统、与颗粒硅晶种筛分系统连接的颗粒硅制备系统以及与颗粒硅制备系统连接的颗粒硅筛分系统。本专利技术的实施例中提供的颗粒硅的生产方法采用闭环循环系统加工颗粒硅，使存在影响多晶硅颗粒的纯度及球度的间隙较小，即便有影响多晶硅颗粒的纯度及球度的现象，也会在两次筛分过程中筛分出去，有效地保证颗粒硅的精度及球度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例中提供的颗粒硅的生产方法的流程框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的一种颗粒硅的生产方法及系统进行具体说明。请参照图1，本实施例提供一种颗粒硅的生产方法，其包括，对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。具体包括：将多晶硅料加热至形成多晶硅液流，其加热温度为1000℃至2300℃；将多晶硅液流分散为多晶硅液滴，具体包括，采用100℃至600℃的惰性气体以10m/s至1200m/s的速度冲击流出的多晶硅液流使多晶硅液流分散为多晶硅液滴；高速气流的剪切、冲击等作用使多晶硅液流分散为液滴；需要说明的是，惰性气体可以是氢气、氮气等。将多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括，将多晶硅液滴随着惰性气体进一步输送至温度为100℃至300℃的多晶硅液滴冷却装置中，使多晶硅液流变为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。需要说明的是，这里的第一混合物为粒径为0.01mm至1mm的多晶硅固体颗粒，其中粒径为0.2m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种颗粒硅的生产方法，其特征在于，包括：对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物；对所述第一混合物进行筛分，将所述非颗粒硅晶种和所述颗粒硅晶种分离；将所述非颗粒硅晶种作为所述多晶硅料，用于加工所述第一混合物；对所述颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、所述颗粒硅晶种和所述非颗粒硅晶种的第二混合物；对第二混合物进行筛分，将所述颗粒硅、所述颗粒硅晶种和所述非颗粒硅晶种分离；将所述非颗粒硅晶种作为所述多晶硅料，用于加工所述第一混合物；将所述颗粒硅晶种用于加工第二混合物。

【技术特征摘要】
1.一种颗粒硅的生产方法，其特征在于，包括：对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物；对所述第一混合物进行筛分，将所述非颗粒硅晶种和所述颗粒硅晶种分离；将所述非颗粒硅晶种作为所述多晶硅料，用于加工所述第一混合物；对所述颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、所述颗粒硅晶种和所述非颗粒硅晶种的第二混合物；对第二混合物进行筛分，将所述颗粒硅、所述颗粒硅晶种和所述非颗粒硅晶种分离；将所述非颗粒硅晶种作为所述多晶硅料，用于加工所述第一混合物；将所述颗粒硅晶种用于加工第二混合物。2.根据权利要求1所述的颗粒硅的生产方法，其特征在于，对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括：将所述多晶硅料加热至形成多晶硅液流；将所述多晶硅液流分散为多晶硅液滴；将所述多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。3.根据权利要求2所述的颗粒硅的生产方法，其特征在于，将所述多晶硅料加热至形成多晶硅液流的过程中，其加热温度为1000℃至2300℃。4.根据权利要求2所述的颗粒硅的生产方法，其特征在于，将所述多晶硅液流分散为多晶硅液滴，具体包括：采用100℃至600℃的惰性气体以10m/s至1200m/s的速度冲击流出的所述多晶硅液流使所述多晶硅液流分散为所述多晶硅液滴。5.根据权利要求4所述的颗粒硅的生产方法，其特征在于，将所述多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括：将所述多晶硅液滴随着所述惰性气体进一步输送至温度为100℃至300℃的多晶硅液滴冷却装置中，使所述多晶硅液流变为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。6.根据权利要求1所述的颗粒硅的生产方法，其特征在于，对所述颗粒硅晶种进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝顺，蔡延国，鲍守珍，陈聪，宗冰，王体虎，
申请(专利权)人：亚洲硅业青海有限公司，青海省亚硅硅材料工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：青海,63