一种从工业硅中去除硼杂质的方法技术

?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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提纯硅材料的方法，尤其是去除工业硅所含的硼杂质的方法。
技术介绍
目前，硅的提纯方法有两大类，既化学法提纯和物理法提纯。化学法提纯，比如西 门子法，改良西门子法和硅烷法，可以达到较高的纯度，包括电子级的纯度。然而，用化学法 提纯的成本高，耗电量大而且给环境带来威胁(含有四氯化硅等气体的尾气排放)。用物理 法提纯能达到的纯度比化学法低，由于去除工业硅中的硼杂质的困难，目前只能达到接近 太阳能级的纯度，然而此方法的成本和耗电量普遍上比化学法低，因此许多单位都在投入 大量人力、物力及财力研究和使用物理法提纯硅材料。用物理法提纯硅材料所面临的主要技术难关是如何高效率的、低成本的和稳定的 去除硅材料里的硼。硼是三价元素，由于化学元素周期表中的“对角线”原则，它同硅的许多 物理、化学性质都十分相同，甚至它的化合物同硅的化合物性质也十分接近。这就使得硅、 硼的分离十分困难。物理法提纯硅材料的现有技术有三大类造渣法，吹气法和湿法等离 子体火焰熔炼。吹气法和湿法等离子体火焰熔炼的材料损耗大、成本高，硅里的硼含量一般 只能降到0. 7ppm左右；造渣法的工艺要求相对比较简单，缺点是本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术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ＳｉＯ↓［２］和碱性金属化合物，然后均匀搅拌；　　在步骤（３）制备的硅、ＳｉＯ↓［２］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...

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈应天，林晨星，
申请(专利权)人：陈应天，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]