生产高纯硅的方法和反应器技术

本发明专利技术涉及通过用熔融的Ｚｎ金属还原ＳｉＣｌ↓［４］生产高纯硅的方法和设备。该方法的特征在于与溶解ＺｎＣｌ↓［２］的熔融盐接触发生所述还原反应。所述还原反应过程中产生的ＺｎＣｌ↓［２］然后溶解在所述熔融盐中而不是蒸发。其优势在于在所述还原反应过程中的气体逸出最小化，导致更高的ＳｉＣｌ↓［４］和Ｚｎ利用率，并且从而导致更高的Ｓｉ收率。另一个优势在于所述熔融盐有效地保护了空气敏感物料Ｚｎ、ＳｉＣｌ↓［４］和Ｓｉ在还原反应过程中免于氧化。得到的含有ＺｎＣｌ↓［２］的熔融盐可以用于ＺｎＣｌ↓［２］的电解以再次产生所述Ｚｎ金属。所述电解过程中释放的氯气可以用来产生ＳｉＣｌ↓［４］。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产高纯硅的方法和反应器本专利技术涉及通过液体状态的Zn金属还原四氯化珪(SiCl,)生产 太阳能级(高纯)硅金属的方法和设备。高纯硅金属有很多应用，其中用于电子工业的半导体材料和由光 产生电流的光伏电池是最重要的。目前，高纯硅在商业上是通过高纯 气态硅化合物的热分解产生的。最普通的方法使用SiHCh或SiH这 些气体在热的高纯硅基材上热分解为硅金属和气体副产物。现有的方法，特别是热分解步骤，能量非常密集，并且工业生产 装置巨大且昂贵。致力于解决这些问题并且同时能够提供足够纯度的 S i金属的任何新方法因此是高度合意的。长久以来早就知道高纯Zn金属还原高纯SiCh具有产生高纯Si 金属的潜力。1949年，D. W. Lyon，C. M. Olson，和E. D. Lewis (全 属于DoPont公司)在J. Electrochem. Soc. ( 1949年,96， 359页) 发表了描述由Zn和SiCh制备超纯硅的文章。他们使气态Zn与气态 SiCh在950。C下反应，获得高纯Si。后来，Batelle Columbus实验 室的研究人员进行类似的试验，但规模大得多。将气态SiCl本文档来自技高网...

【技术保护点】
在反应器（５）中通过液体状态的锌金属（Ｚｎ）还原四氯化硅（ＳｉＣｌ↓［４］）来间歇或连续生产高纯硅（Ｓｉ）金属的方法，其特征在于：　Ｚｎ还原ＳｉＣｌ↓［４］发生在反应器（５）中，所述反应器（５）中除Ｓｉ和Ｚｎ以外，还含有熔融盐和溶解在 所述盐中的ＺｎＣｌ↓［２］。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】NO 2007-4-2 200717621.在反应器(5)中通过液体状态的锌金属(Zn)还原四氯化硅(SiCl4)来间歇或连续生产高纯硅(Si)金属的方法，其特征在于Zn还原SiCl4发生在反应器(5)中，所述反应器(5)中除Si和Zn以外，还含有熔融盐和溶解在所述盐中的ZnCl2。2. 根据权利要求1的方法，其特征在于SiCL作为气体或作为液 体以连续或半连续的方式加入。3. 根据权利要求1和2的方法，其特征在于通过一个或几个喷 枪将SiCl4加入到所述液体Zn中。4. 根据权利要求1和2的方法，其特征在于通过旋转气体分散 器将SiCl4加入到所述液体Zn中。5. 根据权利要求1和2的方法，其特征在于通过具有几个气体 出口孔的歧管将SiCl4加入到所述液体Zn中。6. 根据权利要求1-5的方法，其特征在于通过泵吸移出所产生 的Si。7. 根据权利要求1-5的方法，其特征在于通过4爪取机械地移出 所产生的Si。8. 根据权利要求1-7的方法，其特征在于将操作温度保持在Zn 的熔点和正常沸点之间。9. 根据权利要求1-8的方法，其特征在于所述熔融盐包含任何 碱金属囟化物、任何碱土金属卣化物或它们的混合物。10. 根据权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：C罗森科尔德，
申请(专利权)人：诺尔斯海德公司，
类型：发明
国别省市：NO[挪威]