硅的回收方法和硅的制造方法技术

本发明专利技术提供硅的回收或制造方法，该方法以包含碳化硅磨粒和硅的切削屑作为原料，不对其进行分离就能够回收或制造硅。本发明专利技术提供硅的回收或制造方法，该方法为由硅锭或硅晶片在切削或磨削时产生的包含碳化硅的切屑来回收或制造硅的方法，该方法包括对该包含碳化硅的切屑和二氧化硅原料进行加热从而制造硅的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。详细而言，涉及由硅锭或硅晶片在切削或磨削时产生的切屑来回收硅的方法、以及由该切屑和二氧化硅原料制造硅的方法。
技术介绍
太阳能电池具有单位发电量的二氧化碳排放量少、且不需要发电用的燃料的优点，近年来其需求正在增大。目前，在实用化的太阳能电池中，使用了单晶硅或多晶硅的具有一组pn结的单结太阳能电池正成为主流，随着太阳能电池的需求增大，硅的需求也正在增大。用于太阳能电池的硅被要求具有用于提高电池效率的高纯度。·大多数的太阳能电池用的硅晶片通过使用多线锯将硅锭切片而制造。为了以低成本制造太阳能电池，要求尽可能薄地将该硅晶片切片。例如，在通过切片而制作厚度为200 μ m的硅晶片的情况下，使用直径与该晶片相同程度的多线锯。因此，与所制造的硅晶片相同程度的量的硅以与作为磨粒的碳化硅的混合物的形式而被废弃。将上述硅锭切片时产生的硅与碳化硅的混合物(切屑)包含高纯度的硅，因此，要求将该硅分离回收并再循环。但是，由于切削时产生的硅和碳化硅均为10 μ m以下的颗粒，因此难以利用过滤进行分离，并且由于密度接近，因此也难以利用密度差进行分离。另一方面，若硅锭中残留有碳化硅，则在将该硅锭切片时会引起线锯的割断，或者对硅晶片的性能造成不良影响，因此要求严格地将碳化硅分离。专利文献I中记载了下述浆料的再生方法(I)对在水性分散介质中混入了磨粒和硅粒的浆料进行I次离心分离，由此回收磨粒为主要成分的固体成分；(2)对由I次离心分离得到的液体成分进行2次离心分离，由此分离成分散介质为主要成分的液体成分和剩余的淤渣；(3)在用水性介质将淤渣稀释后，通过3次离心分离回收固体成分；(4)将该固体成分与以上述磨粒为主要成分的固体成分一起用作再生磨粒。并且，专利文献2中记载了下述方法将包含碳化硅粒和硅粒的混合物加热至第I温度使硅粒熔融，将所得到的包含熔融硅的融液保持为第2温度，接下来将取出夹具浸溃到融液的上层部位，回收碳化硅。现有技术文献专利文献专利文献I :日本国特开2005-313030号公报专利文献2 :日本国特开2007-302513号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，专利文献I中记载的方法是再生碳化硅磨粒的方法，并未公开硅的再生，尚不明确是否能够利用该方法将高纯度的硅再循环。并且，专利文献I中记载的碳化硅磨粒的再生方法的操作繁杂，难以称之为有效的方法。在专利文献2中记载的方法中，碳化硅的回收操作繁杂，难以称之为有效的硅的再循环方法。并且，所有方法均是将碳化硅磨粒和硅分离而进行回收的方法，从将高纯度的硅最大限度地再循环使用的观点来看，希望为由碳化硅磨粒和硅两者再循环硅的方法。另外，由于碳化硅与硅的密度差小，因此存在无法有效地将它们分离的问题。因此，本发 明的课题在于提供硅的回收方法，该方法以包含碳化硅磨粒的切屑作为原料，能够回收硅而不将碳化硅与硅分离；另外提供由该包含碳化硅磨粒的切屑和二氧化娃原料而制造娃的方法。用于解决问题的方案本专利技术人对上述课题进行了深入研究，从而发现了以下事项，完成了本专利技术。(I)通过对硅锭或硅晶片在切削或磨削时产生的包含碳化硅的切屑、和二氧化硅原料进行加热，能够由该切屑回收硅。(2)更优选在包含碳化硅的切屑中混合二氧化硅原料而制成原料混合粉，并对该原料混合粉进行加热从而回收硅。(3)更优选将上述原料混合粉压制成块，然后对该压制成块的原料混合粉进行加热从而回收硅。(4)通过降低作为原料的包含碳化硅的切屑中的杂质浓度，能够回收高纯度的硅。并且，通过在杂质浓度低的切屑中组合杂质浓度低的二氧化硅原料，能够回收更高纯度的硅。(5)通过进行除去切屑中的杂质的处理，硅浓度降低，得到碳化硅的浓度相对高的高纯度化的切屑。该高纯度化的切屑中的碳化硅作为硅源也很重要，还能够由该高纯度化的切屑回收硅。(6)通过将硅锭或硅晶片在切削或磨削时产生的包含碳化硅的切屑和二氧化硅原料加热而制造硅，与用碳材料还原二氧化硅原料来制造硅相比，能够降低耗电量。即，本专利技术如下所述。I. 一种硅的回收方法，该方法为由硅锭或硅晶片在切削或磨削时产生的包含碳化硅的切屑回收硅的方法，该方法包括对该包含碳化硅的切屑和二氧化硅原料进行加热从而制造硅的工序。2.如前项I所述的硅的回收方法，该方法包括将上述包含碳化硅的切屑和二氧化硅原料混合而制成原料混合粉的工序，该方法中，对该原料混合粉进行加热从而制造硅。3.如前项2所述的硅的回收方法，该方法还包括将上述原料混合粉压制成块的工序，该方法中，对该压制成块的原料混合粉进行加热从而制造硅。4.如前项I 3的任一项所述的硅的回收方法，其中，上述包含碳化硅的切屑中的铁、铝、钙和钛的含量均为O. I质量％以下。5.如前项I 4的任一项所述的硅的回收方法，其中，上述包含碳化硅的切屑中的硼和磷的含量均为O. 001质量％以下。6.如前项I 5的任一项所述的硅的回收方法，其中，上述二氧化硅原料中的铁、铝、钙和钛的含量均为O. I质量％以下。7.如前项I 6的任一项所述的硅的回收方法，其中，上述二氧化硅原料中的硼和磷的含量均为O. 001质量％以下。8.如前项I 7的任一项所述的硅的回收方法，其中，上述包含碳化硅的切屑中的硅与碳化硅的比例以质量比计为5 95 95 :5。9. 一种硅的制造方法，该方法为由硅锭或硅晶片在切削或磨削时产生的包含碳化硅的切屑来回收硅从而制造硅的方法，该方法包括对上述包含碳化硅的切屑和二氧化硅原料进行加热从而制造硅的工序。10.如前项9所述的硅的制造方法，该方法包括将上述包含碳化硅的切屑和二氧化硅原料混合而制成原料混合粉的工序，该方法中，对该原料混合粉进行加热从而制造硅。 11.如前项10所述的硅的制造方法，该方法还包括将上述原料混合粉压制成块的工序，该方法中，对该压制成块的原料混合粉进行加热从而制造硅。12.如前项9 11的任一项所述的硅的制造方法，其中，上述包含碳化硅的切屑中的铁、铝、钙和钛的含量均为O. I质量％以下。13.如前项9 12的任一项所述的硅的制造方法，其中，上述包含碳化硅的切屑中的硼和磷的含量均为0.001质量％以下。14.如前项9 13的任一项所述的硅的制造方法，其中，上述二氧化硅原料中的铁、铝、钙和钛的含量均为O. I质量％以下。15.如前项9 14的任一项所述的硅的制造方法，其中，上述二氧化硅原料中的硼和磷的含量均为O. 001质量％以下。16.如前项9 15的任一项所述的硅的制造方法，其中，上述切屑中的硅与碳化硅的比例以质量比计为5 95 95 :5。专利技术的效果根据本专利技术的硅的回收方法，以包含碳化硅的切屑作为原料，不从该原料分离碳化硅和硅而能够由全部切屑原料回收硅,能够简易地、高效地将硅再循环。并且，根据本专利技术的硅的制造方法，与用碳材料还原二氧化硅原料来制造硅相比，能够降低耗电量，能够有效地制造硅。附图说明图I(A)和图I(B)是示出本专利技术的硅的回收方法的各工序的流程图。图2是用于说明电弧炉内的二氧化硅的还原反应的图。图3是用于说明硅的制造装置的图。图4是示出硅的制造方法的一个实施方式的流程图。具体实施例方式<硅的回收方法>如图I(A)的流程图所示，本专利技术的硅的回收方法和制造方法包括对包含碳化硅的切屑和二氧化硅原料进行加热从而制造硅的工序(S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：山原圭二，片山利昭，桥口正，白滨利基，泽井毅，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：
国别省市：