專利名稱：一種金屬硅原料提純制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬硅原料提純制備方法，特別是利用電弧爐/氬弧爐做金屬硅精純處理的金屬硅原料提純制備方法。

背景技術(shù)：
國際上金屬硅原料制備的主流技術(shù)是利用電弧爐/氬弧爐進行高溫熔煉，石英(SIO2)與碳在電弧爐中冶煉提純到98％并生成工業(yè)(金屬)硅，其化學(xué)反應(yīng)SiO2+C→Si+CO2↑。金屬硅是太陽能電池多晶硅的主要原材料，金屬硅的提純精度直接影響到太陽能多晶硅的提純效率、成本及效果。如Si(s)+3HCl(g)＝SiHCI3(g)+H2(g)(放熱)生成的SiHCI3與PCI3和BCl3在相對揮發(fā)度上有較大差異(它們的沸點分別為31.8℃，74℃和13℃，能有效地用精餾提純。最后在1100℃用H2還原SiHCI3，事先氯化反應(yīng)地逆過程SiHCI3(g)+H2(g) Si(s)+3HCl(g)反應(yīng)析出固態(tài)的硅，擊碎后便成為塊狀多晶硅。這樣就可以得到純度為99.9999999％的多晶硅原料，換句話說，也就是平均十億個硅原子中才有一個雜質(zhì)原子。同時世界各國還有使用改良西門子法(即俄羅斯法)、硅烷法、流態(tài)化床法、冶金法，其中改良西門子法占全球產(chǎn)量的80％以上。但無一例外無論采用那一種工藝方法，平均提純每公斤多晶硅原料耗電都在250---400度左右，高能耗，高投入低產(chǎn)出是多晶硅原料成本高居不下的主要原因，嚴(yán)重制約了太陽能電池的普及使用。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種金屬硅原料提純制備方法，它能大幅度提高金屬硅純度。
本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，其特征在于制備方法如下首先對電弧爐、氬弧爐安裝充氧裝置和CO2排放收集裝置，其次是在現(xiàn)有的金屬硅熔煉工藝摻炭量的基數(shù)基礎(chǔ)上，再添加20％的高純炭，在電弧爐、氬弧爐達到工藝熔煉保持恒溫溫度(攝氏1650度)時，進行充氧加速炭的燃燒生成CO2，通過CO2排放收集裝置排出爐外，再用傳統(tǒng)的抬包澆灌工藝對金屬硅實行自然冷卻排除硅渣雜質(zhì)，即可獲得純度達99.995％的金屬硅。
本發(fā)明的優(yōu)點是充分利用傳統(tǒng)工藝設(shè)備如電弧爐、氬弧爐進行小改造，就能達到在大規(guī)模量產(chǎn)的同時，大幅度提高金屬硅純度；其工藝步驟少，操作簡單，適應(yīng)面廣。

具體實施例方式 本發(fā)明的制備方法如下，首先對電弧爐、氬弧爐安裝充氧裝置和CO2排放收集裝置，再次，在現(xiàn)有的金屬硅熔煉工藝摻炭量的基數(shù)基礎(chǔ)上再添加20％的高純炭。在電弧爐、氬弧爐達到工藝熔煉保持恒溫溫度(攝氏1650度)時，進行充氧加速炭的燃燒生成CO2，通過CO2排放收集裝置排出爐外。再用傳統(tǒng)的抬包澆灌工藝對金屬硅實行自然冷卻排除硅渣雜質(zhì)，即可獲得純度達99.995％的金屬硅。
權(quán)利要求
1.一種金屬硅原料提純制備方法，其特征在于制備方法如下首先對電弧爐、氬弧爐安裝充氧裝置和CO2排放收集裝置，其次是在現(xiàn)有的金屬硅熔煉工藝摻炭量的基數(shù)基礎(chǔ)上，再添加20％的高純炭，在電弧爐、氬弧爐達到工藝熔煉保持恒溫溫度時，進行充氧加速炭的燃燒生成CO2，通過CO2排放收集裝置排出爐外，再用傳統(tǒng)的抬包澆灌工藝對金屬硅實行自然冷卻排除硅渣雜質(zhì)，即可獲得純度達99.995％的金屬硅。
全文摘要
一種金屬硅原料提純制備方法，其特征在于制備方法如下首先對電弧爐、氬弧爐安裝充氧裝置和CO2排放收集裝置，其次是在原有金屬硅熔煉工藝摻炭量的基數(shù)基礎(chǔ)上，再添加20％的高純炭，在電弧爐、氬弧爐達到工藝熔煉保持恒溫溫度(攝氏1650度)時，進行充氧加速炭的燃燒生成CO2。其優(yōu)點是充分利用傳統(tǒng)工藝設(shè)備如電弧爐、氬弧爐進行小改造，就能達到在大規(guī)模量產(chǎn)的同時，大幅度提高金屬硅純度；其工藝步驟少，操作簡單。
文檔編號C01B33/037GK101112988SQ200710201160
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月24日
發(fā)明者羅應(yīng)明, 力 郭 申請人:晶湛(南昌)科技有限公司