專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法。經(jīng) 回收處理后的硅粉主要應(yīng)用于太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硅粉中殘留雜質(zhì)的回收處理主要是指硅片生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種硅粉中殘留雜質(zhì)的 回收處理。硅粉中殘留雜質(zhì)回收的目標(biāo)是指將硅粉中的雜質(zhì)去除，使其可作為光伏電池的 原材料，從而降低原材料的成本。太陽(yáng)能行業(yè)中的混合硅粉經(jīng)?；煊懈鞣N金屬雜質(zhì)、碳化硅、灰塵泥料、有機(jī)雜質(zhì)。 混合硅粉主要來(lái)源于硅片生產(chǎn)中的帶鋸切割工序、打磨工序以及線(xiàn)切割工序。帶鋸切割工 序是指利用帶鋸將硅錠或硅塊的頭部和尾部去除，在帶鋸切割過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的硅粉; 打磨工序是指將硅塊進(jìn)行打磨，在打磨過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生大量的硅粉；線(xiàn)切割工序是指通過(guò) 數(shù)千根直徑約120-160 μ m的鋼線(xiàn)作切割載體，以硬度僅次于金剛石的碳化硅磨料為主要 切削介質(zhì)，并采用浸潤(rùn)性好、排削能力強(qiáng)且對(duì)碳化硅類(lèi)磨料具有優(yōu)良的分散特性的聚乙二 醇基、丙二醇基或油基懸浮液等切割液，作為碳化硅磨料的分散劑配制成分散均勻、懸浮狀 態(tài)穩(wěn)定的砂漿，通過(guò)鋼線(xiàn)在硅棒或硅塊表面的快速運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)砂漿在硅棒或硅塊表面流動(dòng)， 使碳化硅粉磨料與硅棒或硅塊均勻持續(xù)地發(fā)生撞擊和摩擦，最終將硅棒或硅塊一次性切割 成多片表面光滑平整的等徑片材。在線(xiàn)切割過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的硅粉屑，混進(jìn)砂漿里。這 些由于切割或打磨得到的混合硅粉由于切割工藝本身的原因，產(chǎn)生這些硅粉的同時(shí)也會(huì)產(chǎn) 生很多的金屬屑、有機(jī)硼、有機(jī)磷、碳化硅等雜質(zhì)，成為混合硅粉。因控制失控、包裝容器清 洗不完全等因素，硅粉中還可能引入灰塵泥料等雜質(zhì)。從而這些混合硅粉由于混有很多雜 質(zhì)而無(wú)法作為太陽(yáng)能級(jí)硅原料使用。太陽(yáng)能行業(yè)中的硅粉雖然經(jīng)?；煊懈鞣N金屬雜質(zhì)、碳化硅、灰塵泥料、有機(jī)雜質(zhì)。 但以磷和硼為代表的有機(jī)狀態(tài)的雜質(zhì)是特別難以消除干凈的。因殘留較多的硼、磷雜質(zhì)導(dǎo) 致這些硅粉一直無(wú)法得到使用。一般來(lái)說(shuō)含有較多雜質(zhì)的硅粉經(jīng)過(guò)處理后需要將磷控制在Ippm以下的，硼控制 在Ippm以下方可作為太陽(yáng)能級(jí)硅原料使用。但一直以來(lái)沒(méi)有合適的回收技術(shù)來(lái)將含有較 多雜質(zhì)的硅粉中的磷和/或硼控制在Ippm以下。例如因?yàn)闆](méi)有良好的磷和硼的處理技術(shù)， 導(dǎo)致多晶硅和單晶硅線(xiàn)切割或帶鋸切割中落入切割漿料中的硅粉、打磨工序中余留的硅粉 始終很難得到有效率的回收利用再返回太陽(yáng)能制造領(lǐng)域，導(dǎo)致必須使用儲(chǔ)藏容器容納大量 無(wú)法回收的硅粉，給太陽(yáng)能硅制造企業(yè)帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)。需要特別指出的是，有很多技術(shù)可以用來(lái)降低硅粉中磷和硼雜質(zhì)的含量，例如常 規(guī)的純水漂洗技術(shù)也可以比較明顯的降低硅粉中磷和硼雜質(zhì)的含量，但非常遺憾的是在將 數(shù)個(gè)ppm的磷降低為Ippm以下的過(guò)程中，或者在將數(shù)個(gè)ppm的硼降低為Ippm以下的過(guò)程 中現(xiàn)有技術(shù)基本上無(wú)能為力。
而僅將大量磷雜質(zhì)降低為數(shù)個(gè)ppm的技術(shù)顯然無(wú)法與降低為Ippm以下的技術(shù)相 題并論，而僅將大量硼雜質(zhì)降低為數(shù)個(gè)PPm的技術(shù)顯然無(wú)法與降低為Ippm以下的技術(shù)相題 并論，因?yàn)閮H將大量磷雜質(zhì)降低為數(shù)個(gè)ppm，或?qū)⒋罅颗痣s質(zhì)降低為數(shù)個(gè)ppm的技術(shù)依然不 能滿(mǎn)足作為太陽(yáng)能級(jí)硅原料使用的基本要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處 理的方法，采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理，特別是處理硅粉中殘留有機(jī)雜質(zhì)， 如有機(jī)硼、有機(jī)磷等雜質(zhì)，經(jīng)回收處理后的硅粉中的硼、磷雜質(zhì)顯著下降，有的處理后的硅 粉可以直接用作太陽(yáng)能級(jí)硅原料。羥基自由基性質(zhì)非?；顫?，存在的時(shí)間極其短暫，在溶液中的濃度很低，但因羥基 自由基的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為2. 80V很高，比032· 07V、H2O2L 77V、KMnO4L 52ν的氧化電極電位 還高出IV左右。因此，羥基自由基· OH是一種強(qiáng)氧化劑。羥基自由基在處理硅粉中殘留 有機(jī)硼、有機(jī)磷的效率遠(yuǎn)高于03、H202、Fenton試劑，處理更干凈，特別是處理時(shí)間大大縮短。 而處理時(shí)間大大縮短有非常明顯的好處，不僅是提高工作效率，還可以大幅度提高處理設(shè) 備的使用效率。需要特別指出的是羥基自由基的檢測(cè)可以采用電子自旋諧振檢測(cè)，也可以采用其 他公開(kāi)文獻(xiàn)提供的方式檢測(cè)。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中 采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 1% -99. 999999% 99%-0. 000001 %。一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中采用 羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 1% -99. 999999% 99%-0. 000001 %。一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中采用 羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 1% -99. 999999% 99 %-0. 000001 %，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素 的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分別為-0. 00000001%或-0. 00000001%。一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中采用 羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 10% -99. 9999% 90%-0. 0001 %，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷 雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分別為0. -0.0001 %或0. -0. 0001%。一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中采用 羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 30% -99. 9999% 70% -0. 0001 %，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷 雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分別為0. -0.0001 %或0. -0. 0001%。一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中硅粉中 殘留雜質(zhì)還包括碳化硅、金屬雜質(zhì)、塵土泥料、水為代表的高含量的雜質(zhì)。
一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中先將含 有殘留雜質(zhì)的硅粉用溶劑配成流體，再采用能產(chǎn)生羥基自由基的方式對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn) 行處理。一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中產(chǎn)生羥 基自由基的方式可以是采用強(qiáng)氧化劑通過(guò)分解后產(chǎn)生的。一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中產(chǎn)生羥 基自由基的方式可以是溶劑通過(guò)施加能量激發(fā)后產(chǎn)生的。一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中所述的 溶劑采用水或任意一種無(wú)機(jī)水溶液。一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中強(qiáng)氧化 劑可以是臭氧、過(guò)氧化氫、高錳酸鉀、二氧化氯、氯氣、氧氣、Fenton試劑的任意一種或幾種 的混合。當(dāng)采用的溶劑為臭氧、過(guò)氧化氫、高錳酸鉀、二氧化氯、氯氣、氧氣、Fenton試劑等 強(qiáng)氧化劑時(shí)，采用能量激發(fā)的效果更佳，因?yàn)閺?qiáng)氧化劑與能量激發(fā)相結(jié)合，羥基自由基的產(chǎn) 生速率會(huì)更高。臭氧、過(guò)氧化氫、高錳酸鉀、二氧化氯、氯氣、氧氣、Fenton試劑都是強(qiáng)氧化劑，它們 會(huì)根據(jù)溶劑的PH值的不同而引起自身分解產(chǎn)生的羥基自由基的速率不同。因?yàn)樵诠璺刍厥?，特別是太陽(yáng)能級(jí)別的硅粉回收領(lǐng)域，任何回收處理過(guò)程都以不 引進(jìn)新雜質(zhì)為好。Fenton試劑也屬于高效的氧化劑，主要由二價(jià)鐵和過(guò)氧化氫組成，因太 陽(yáng)能級(jí)別的硅粉回收領(lǐng)域通常含有線(xiàn)切割或帶切割中混入的鐵雜質(zhì)，因此Fenton試劑中 的二價(jià)鐵并沒(méi)有額外增加難處理的新雜質(zhì)。而由于高錳酸鉀、二氧化氯、氯氣由于會(huì)引入 新的雜質(zhì)，對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)的處理會(huì)產(chǎn)生一定的副作用，所以采用臭氧、過(guò)氧化氫、氧氣、 Fenton試劑是優(yōu)選的強(qiáng)氧化劑。一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中施加能 量的方式為波長(zhǎng)小于或等于400nm的光的任意一種?！銇?lái)說(shuō)，波長(zhǎng)小于或等于400nm的光的形式主要是紫外光。波長(zhǎng)小于或等于 400nm的光可以將溶劑中的分子產(chǎn)生分解，從而生成羥基自由基。一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中施加能 量的方式是頻率大于或等于20000HZ的聲波的任意一種。一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中施加能 量的方式是電加熱、電場(chǎng)中的任意一種。電場(chǎng)主要指電化學(xué)法，硅粉中的殘留雜質(zhì)，在電極上可發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)或是 利用電極表面產(chǎn)生強(qiáng)氧化性活性物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)而被轉(zhuǎn)變。前者稱(chēng)為直接電化學(xué)轉(zhuǎn)化， 后者可稱(chēng)為間接電化學(xué)轉(zhuǎn)化。間接電化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程中產(chǎn)生了一些短壽命中間產(chǎn)物包括 es (溶劑化子)、羥基自由基· OH、HO2 ·、O2 等自由基，它們可以降解硅粉中的殘留雜質(zhì)， 并且此過(guò)程不可逆。頻率大于或等于20000HZ的聲波主要的形式為超聲波或兆聲波，超聲波通常是指 頻率2X 104-2X IO5HZ的聲波，當(dāng)其聲強(qiáng)增達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，會(huì)對(duì)其傳播中的媒質(zhì)產(chǎn)生影 響，使媒質(zhì)的狀態(tài)、組分、功能和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，統(tǒng)稱(chēng)為超聲效應(yīng)。超聲與媒質(zhì)作用的機(jī)制可
6分為熱機(jī)制、機(jī)械機(jī)制和空化機(jī)制。羥基自由基的產(chǎn)生主要與空化機(jī)制有關(guān)。在超聲空化 產(chǎn)生的局部高溫、高壓環(huán)境下，溶劑被分解產(chǎn)生羥基自由基，另外溶解在溶劑中的空氣(氮 氣和氧氣)也可發(fā)生自由基裂解反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基。這些自由基會(huì)進(jìn)一步的引發(fā)有機(jī)分 子的斷鏈、自由基的轉(zhuǎn)移和氧化還原反應(yīng)。頻率大于2X IO5HZ的聲波一般為稱(chēng)為兆聲波， 它產(chǎn)生羥基自由基的機(jī)理與超聲波相同。具體施加的能量的功率、時(shí)間長(zhǎng)短、使用的范圍等都可以根據(jù)需要處理的物料的 種類(lèi)、數(shù)量，以及需要除去雜質(zhì)的多寡來(lái)做適當(dāng)調(diào)整，我們認(rèn)為沒(méi)有必要具體限定施加能量 的參數(shù)。當(dāng)明確了需要激發(fā)產(chǎn)生羥基自由基的目標(biāo)，技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整技術(shù) 方式和技術(shù)參數(shù)，只要所調(diào)整的技術(shù)方式和技術(shù)參數(shù)足以產(chǎn)生羥基自由基即可。一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中還可以 加入N型半導(dǎo)體材料與波長(zhǎng)小于或等于400nm的光結(jié)合作用產(chǎn)生羥基自由基。一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中N型半 導(dǎo)體材料可以是TiO2、ZnO，F(xiàn)e2O3，SnO2, CdS，WO3的任意一種。這是屬于半導(dǎo)體光催化技術(shù)。 以光和TiO2結(jié)合處理為例，它作用的原理是光催化，TiO2產(chǎn)生羥基自由基的原理是當(dāng)TiO2 受到大于禁帶寬度(約(約3. 2eV)的能量(波長(zhǎng)小于400nm的光)激發(fā)時(shí)，價(jià)帶電子被激 發(fā)至導(dǎo)帶，價(jià)帶上形成空穴(h+)，而導(dǎo)帶則帶有負(fù)電子(e-)。價(jià)帶上的空穴(h+)具有很強(qiáng) 的電子捕獲能力，而導(dǎo)帶上的光致電子(e_)又具有很高的活性，在半導(dǎo)體表面形成氧化還 原體系。當(dāng)半導(dǎo)體處于水溶液中時(shí)，便可產(chǎn)生羥基自由基。從反應(yīng)歷程來(lái)看，經(jīng)過(guò)一系列可 能的反應(yīng)后產(chǎn)生了大量的自由基，通過(guò)電子自旋諧振檢測(cè)表明，羥基自由基是主要的自由 基。一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中處理完 畢后的物料，再用純水沖洗；得到可以作為太陽(yáng)能級(jí)硅原料應(yīng)用的硅粉。去除硅粉中殘留雜質(zhì)中金屬雜質(zhì)已經(jīng)是目前太陽(yáng)能行業(yè)的現(xiàn)有技術(shù)，也不是本發(fā) 明中難點(diǎn)和重點(diǎn)，本發(fā)明的重點(diǎn)是硅粉的混合物中的有機(jī)物雜質(zhì)，特別是去除有機(jī)硼、有機(jī) 磷等雜質(zhì)。碳化硅雜質(zhì)的處理因涉及其他技術(shù)，不在本發(fā)明研究和討論范圍內(nèi)。去除硅粉中 殘留雜質(zhì)中金屬雜質(zhì)已經(jīng)是目前太陽(yáng)能行業(yè)的現(xiàn)有技術(shù)，也不是本發(fā)明中難點(diǎn)和重點(diǎn)，本 發(fā)明的重點(diǎn)是硅粉的混合物中的有機(jī)物雜質(zhì)，特別是去除有機(jī)硼、有機(jī)磷等雜質(zhì)。太陽(yáng)能行業(yè)中的混合硅粉主要來(lái)源于硅片生產(chǎn)中的帶鋸切割工序、打磨工序以及 線(xiàn)切割工序，因而經(jīng)?；煊懈鞣N金屬雜質(zhì)、碳化硅、灰塵泥料、有機(jī)雜質(zhì)?；旌瞎璺?。特別是 線(xiàn)切割工序中碳化硅與硅粉混合在一起，其中間處理過(guò)程中因各種技術(shù)處理方式不同，導(dǎo) 致碳化硅與硅粉之間的比例波動(dòng)范圍非常大。又因?yàn)楸景l(fā)明技術(shù)中經(jīng)常引入大量廉價(jià)的純 水，這也導(dǎo)致中間處理過(guò)程中物料中各成分波動(dòng)十分巨大。例如檢驗(yàn)?zāi)承┰匣蛘咧虚g處理過(guò)程的物料中各主要和重要的成分含量如下表 1 本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)是長(zhǎng)期以來(lái)一直難以解決的將硅粉中的磷或硼控制在Ippm 以下的技術(shù)難題因采用本發(fā)明的羥基自由基技術(shù)得到解決。這意味能將混合硅粉處理后能 滿(mǎn)足作為太陽(yáng)能級(jí)硅原料使用的基本要求。羥基自由基性質(zhì)非常活潑，存在的時(shí)間極其短暫，在溶液中的濃度很低，但因羥基 自由基的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為2. 80V很高，比032· 07V、H2O2L 77V、KMnO4L 52ν的氧化電極電位 還高出IV左右。因此，羥基自由基· OH是一種強(qiáng)氧化劑。羥基自由基在處理硅粉中殘留 有機(jī)硼、有機(jī)磷的效率遠(yuǎn)高于03、H202、Fenton試劑，處理更干凈，特別是處理時(shí)間大大縮短。 而處理時(shí)間大大縮短有非常明顯的好處，不僅是提高工作效率，還可以大幅度提高處理設(shè)備的使用效率。而太陽(yáng)能行業(yè)中的硅粉主要是通過(guò)回收而得，因此經(jīng)?；煊懈鞣N金屬雜質(zhì)、 碳化硅、灰塵泥料、有機(jī)雜質(zhì)。而以磷和硼為代表的有機(jī)狀態(tài)的雜質(zhì)是特別難以消除的，太 陽(yáng)能領(lǐng)域中用于多晶硅和單晶硅的制造的硅原料可以是價(jià)格昂貴的高純度如99. 99999% 以上的硅塊，也可以是價(jià)格比較便宜的純度級(jí)別稍低的硅粉，而純度級(jí)別稍低的硅粉最大 的可能來(lái)源是多晶硅和單晶硅線(xiàn)切割或帶鋸切割中落入切割漿料中的硅粉經(jīng)過(guò)回收除雜 處理而得。但困擾太陽(yáng)能領(lǐng)域中用于多晶硅和單晶硅的制造的世界級(jí)別的難題是，硅粉中只 允許有Ippm以下的磷，Ippm以下的硼。但一直以來(lái)沒(méi)有合適的回收技術(shù)來(lái)將硅粉中的磷和 /或硼控制在Ippm以下。因?yàn)闆](méi)有良好的磷和硼的處理技術(shù)，導(dǎo)致多晶硅和單晶硅線(xiàn)切割 或帶鋸切割中落入切割漿料中的硅粉始終很難回收利用，導(dǎo)致必須使用儲(chǔ)藏容器容納大量 無(wú)法回收的硅粉，給太陽(yáng)能硅制造企業(yè)帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)。多年來(lái)難以解決的難題有望因本發(fā)明的采用自由基，特別是羥基自由基技術(shù)而解 決。盡管羥基自由基技術(shù)有報(bào)道用于處理污水，廢棄物中的有機(jī)雜質(zhì)，然而在可作為太陽(yáng)能 原料級(jí)別使用的硅粉回收領(lǐng)域尚未見(jiàn)報(bào)道。羥基自由基技術(shù)在處理污水，廢棄物中的有機(jī) 雜質(zhì)的效果主要體現(xiàn)在將比較高濃度的有機(jī)雜質(zhì)去除80-90%，甚至是去除95%以上。然 而在可作為太陽(yáng)能原料級(jí)別使用的硅粉回收領(lǐng)域，因?yàn)橐獙⒘缀团馂榇淼挠袡C(jī)雜質(zhì)降低 至很低，比如是Ippm以下，還是很難將羥基自由基技術(shù)從處理污水，廢棄物聯(lián)想轉(zhuǎn)用到太 陽(yáng)能原料級(jí)別使用的硅粉回收領(lǐng)域。因?yàn)槎咴谔幚黼s質(zhì)的數(shù)量級(jí)別上相差懸殊，很難有 人能想象將羥基自由基技術(shù)應(yīng)用于除雜質(zhì)要求特別苛刻的太陽(yáng)能原料級(jí)別使用的硅粉回 收領(lǐng)域。以處理硅粉中殘留雜質(zhì)的有機(jī)硼、有機(jī)磷雜質(zhì)為例，羥基自由基·0Η基與RH(代表 有機(jī)硼、有機(jī)磷)反應(yīng)生成水、二氧化碳以及磷酸根Ρ042_，硼酸根Β0:等水溶性物質(zhì)，用純 水沖洗處理后的硅粉，將水溶性雜質(zhì)去除后，得到可以作為太陽(yáng)能級(jí)硅原料應(yīng)用的硅粉。表2本發(fā)明提供的不同技術(shù)方案的處理效果比較 通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，采用紫外+03+H202、紫外+03+FentOn試劑、紫外+03+Ti02試劑 的處理效果最好，紫外+O3，紫外+H2O2，超聲波，兆聲波，電加熱，電場(chǎng)與強(qiáng)氧化劑結(jié)合的處理 效果其次，采用太陽(yáng)光+H202+Ti02，太陽(yáng)光+03+H202的處理效果一般，明顯不如紫外照射的效 果；采用能量與水相結(jié)合處理的效果均不佳，但超聲波，兆聲波比紫外、太陽(yáng)光與水結(jié)合作 用的效果要好；單獨(dú)采用強(qiáng)氧化劑的效果為最差，而單獨(dú)使用強(qiáng)氧化劑的效果屬Fenton試 劑的處理效果最好。表2中處理后的硅粉可以作為太陽(yáng)能硅原材料使用的衡量標(biāo)志是處 理后的硅粉中的硼或磷含量控制在Ippm以下。表3是本發(fā)明的部分實(shí)驗(yàn)效果 羥基自由基技術(shù)用于太陽(yáng)能硅粉回收領(lǐng)域、太陽(yáng)能硅片領(lǐng)域、污水和廢棄物的處 理的對(duì)比如下表 4
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量 配比為 99%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的 含量分別為或1%。實(shí)施例2、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量 配比為5% 95%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的 含量分別為0.5%或0. 1%。實(shí)施例3、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為10% 90%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì) 的含量分別為0.1%。實(shí)施例4、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量 配比為30% 70%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì) 的含量分別為0.05%或0.05%。實(shí)施例5、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量 配比為50% 50%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì) 的含量分別為0.01% -或0.01%。實(shí)施例6、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量 配比為90% 10%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì) 的含量分別為0. 005%或0. 005% ο實(shí)施例7、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量 配比為95% 5%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的 含量分別為0. 001%或0. 001%。實(shí)施例8、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量 配比為99% 1%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的 含量分別為0. 0005%或0. 0005% ο實(shí)施例9、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量 配比為99. 9% 0.1%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜 質(zhì)的含量分別為0. 0001%或0. 0001%。實(shí)施例10、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量 配比為99. 99% 0.01%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼 雜質(zhì)的含量分別為0. 00001%或0. 00001%。實(shí)施例11、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量 配比為99. 999% 0.001%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或 硼雜質(zhì)的含量分別為0. 000005%或0. 000005%。實(shí)施例12、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量 配比為99. 9999% 0.0001%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì) 或硼雜質(zhì)的含量分別為0. 000001%或0. 000001%。實(shí)施例13、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量 配比為99. 99999% 0. 00001 %，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜 質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分別為0. 0000001%或0. 0000001%。實(shí)施例14、一種利用自由基的強(qiáng)氧 化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行 除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為99.999999% 0. 000001 %，其中處 理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分別為0. 00000001% 或 0. 00000001% O實(shí)施例15、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中硅粉中殘留雜質(zhì)還包括碳化硅、金屬雜質(zhì)、塵土泥料、水為代表的高含量的雜質(zhì)。其余同 實(shí)施例1-14中的任意一種實(shí)施例。實(shí)施例16、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將含有殘留雜質(zhì)的硅粉用溶劑配成流體，再采用能產(chǎn)生羥基自由基的方式對(duì)硅粉中 殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理。其余同實(shí)施例1-15中的任意一種實(shí)施例。實(shí)施例17、一種利用自由基 的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中產(chǎn)生羥基自由基的方式是采用強(qiáng) 氧化劑通過(guò)分解后產(chǎn)生的。其余同實(shí)施例16。實(shí)施例18、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中產(chǎn)生羥基自由基的方式是溶劑通過(guò)施加能量激發(fā)后產(chǎn)生的。其余同實(shí)施例16。實(shí)施例19、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中所述的溶劑采用水。其余同實(shí)施例16和實(shí)施例18。實(shí)施例20、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中所述的溶劑采用雙氧水。其余同實(shí)施例16和實(shí)施例18。實(shí)施例21、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中所述的溶劑采用雙氧水和高錳酸鉀的混合水溶液。其余同實(shí)施例16和實(shí)施例18。實(shí)施例22、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中強(qiáng)氧化劑是臭氧。其余同實(shí)施例17。實(shí)施例23、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中強(qiáng)氧化劑是過(guò)氧化氫。其余同實(shí)施例17。
0082]實(shí)施例24、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中強(qiáng)氧化劑是高錳酸鉀。其余同實(shí)施例17。實(shí)施例25、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中強(qiáng)氧化劑是二氧化氯。其余同實(shí)施例17。實(shí)施例26、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中強(qiáng)氧化劑是氯氣。其余同實(shí)施例17。實(shí)施例27、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中強(qiáng)氧化劑是氧氣。其余同實(shí)施例17。實(shí)施例28、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中強(qiáng)氧化劑是Fenton試劑。其余同實(shí)施例17。實(shí)施例29、一種利用自由基的 氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中強(qiáng)氧化劑是臭氧與過(guò)氧化氫的混合。其余同實(shí)施例17。
實(shí)施例30、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中強(qiáng)氧化劑是臭氧與高錳酸鉀的混合。其余同實(shí)施例17。實(shí)施例31、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中強(qiáng)氧化劑是過(guò)氧化氫與二氧化氯的混合。其余同實(shí)施例17。實(shí)施例32、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中強(qiáng)氧化劑是臭氧與氯氣的混合。其余同實(shí)施例17。實(shí)施例33、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中施加能量的方式為波長(zhǎng)小于或等于400nm的光。其余同實(shí)施例18。實(shí)施例34、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中施加能量的方式為紫外光。其余同實(shí)施例18。實(shí)施例34、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中施加能量的方式是超聲波。其余同實(shí)施例18。實(shí)施例34、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中施加能量的方式是兆聲波。其余同實(shí)施例18。實(shí)施例35、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中施加能量的方式是電加熱。其余同實(shí)施例18。實(shí)施例36、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中施加能量的方式是電場(chǎng)。其余同實(shí)施例18。實(shí)施例37、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中還可以加入N型半導(dǎo)體材料與波長(zhǎng)小于或等于400nm的光結(jié)合作用產(chǎn)生羥基自由基。 其余同實(shí)施例33、實(shí)施例34。實(shí)施例38、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中N型半導(dǎo)體材料是Ti02、。其余同實(shí)施例37。實(shí)施例39、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中N型半導(dǎo)體材料是Ζη03。其余同實(shí)施例37。實(shí)施例40、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中N型半導(dǎo)體材料是Fe203。其余同實(shí)施例37。實(shí)施例41、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中N型半導(dǎo)體材料是SnO2。其余同實(shí)施例37。實(shí)施例42、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中N型半導(dǎo)體材料是CdS。其余同實(shí)施例37。實(shí)施例43、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中N型半導(dǎo)體材料是W03。其余同實(shí)施例37。實(shí)施例44、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉以適量的水混合，并輔之以超聲波震蕩，使硅粉充分分散于反應(yīng)槽內(nèi)，在其中 加入質(zhì)量百分比濃度約為的過(guò)氧化氫，然后在反應(yīng)槽內(nèi)插入80w的紫外燈，使其生成羥 基自由基，羥基自由基與硅粉中殘留雜質(zhì)反應(yīng)生成水溶性雜質(zhì)，1小時(shí)后，雜質(zhì)完全反應(yīng)，生 成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖洗硅粉中的水溶性雜質(zhì)；得到可以作為太陽(yáng)能級(jí)硅原料應(yīng) 用的硅粉。其余同實(shí)施例1-15中的任意一種實(shí)施例。
實(shí)施例45、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉以適量的水混合，并輔之以超聲波震蕩，使硅粉充分分散于反應(yīng)槽內(nèi)，在反應(yīng) 槽內(nèi)安裝太陽(yáng)光光源，開(kāi)啟光源，同時(shí)通入臭氧，臭氧的流量大于或等于3g/h，使其生成羥 基自由基，羥基自由基與硅粉中殘留雜質(zhì)反應(yīng)生成水溶性雜質(zhì)，40分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生 成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖洗硅粉中的水溶性雜質(zhì)；得到可以作為太陽(yáng)能級(jí)硅原料應(yīng) 用的硅粉。其余同實(shí)施例1-15中的任意一種實(shí)施例。實(shí)施例46、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉以適量的水混合，使硅粉分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)加入Fenton試劑，并施 加超聲波作用，快速產(chǎn)生羥基自由基，羥基自由基與硅粉中殘留雜質(zhì)反應(yīng)生成水溶性雜質(zhì)， 30分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖洗硅粉；得到可以作為太陽(yáng)能 級(jí)硅原料應(yīng)用的硅粉。其余同實(shí)施例1-15中的任意一種實(shí)施例。實(shí)施例47、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉以適量的Fenton試劑混合，使硅粉分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)加入質(zhì)量百 分比濃度約為2 %的過(guò)氧化氫，并施加兆聲波作用，快速產(chǎn)生羥基自由基，羥基自由基與硅 粉中殘留雜質(zhì)反應(yīng)生成水溶性雜質(zhì)，40分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶性雜質(zhì)；然后用 純水沖洗硅粉；得到可以作為太陽(yáng)能級(jí)硅原料應(yīng)用的硅粉。其余同實(shí)施例1-15中的任意一 種實(shí)施例。實(shí)施例48、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉以適量的雙氧水混合，使硅粉分散于電化學(xué)反應(yīng)槽內(nèi)，向電化學(xué)反應(yīng)槽內(nèi)加入 質(zhì)量百分比濃度約為1. 5 %的過(guò)氧化氫，并通入臭氧，臭氧的流量為4g/h，快速產(chǎn)生羥基自 由基，羥基自由基與硅粉中殘留雜質(zhì)反應(yīng)生成水溶性雜質(zhì)，25分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了 水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖洗硅粉；得到可以作為太陽(yáng)能級(jí)硅原料應(yīng)用的硅粉。其余同實(shí) 施例1-15中的任意一種實(shí)施例。實(shí)施例49、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉以適量的雙氧水混合，使硅粉分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)并通入臭氧，臭氧 的流量為5g/h，同時(shí)對(duì)反應(yīng)槽進(jìn)行通電加熱，溫度加熱至50°C，快速產(chǎn)生羥基自由基，羥基 自由基與硅粉中殘留雜質(zhì)反應(yīng)生成水溶性雜質(zhì)，35分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶性雜 質(zhì)；然后用純水沖洗硅粉；得到可以作為太陽(yáng)能級(jí)硅原料應(yīng)用的硅粉。其余同實(shí)施例1-15 中的任意一種實(shí)施例。實(shí)施例50、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中處理完畢后的物料，再用純水沖洗；得到可以作為太陽(yáng)能級(jí)硅原料應(yīng)用的硅粉。其余同 實(shí)施例1-49中的任意一種實(shí)施例。實(shí)施例51、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉加水分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入臭氧，臭氧的流量為50g/h，溫度加熱 至50°C，并引入太陽(yáng)光，太陽(yáng)光與臭氧共同作用產(chǎn)生羥基自由基，60分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)， 生成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖洗水溶性雜質(zhì)；得到相應(yīng)的硅粉。其余同實(shí)施例1-15 中的任意一種實(shí)施例。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，未處理的硅粉中磷雜質(zhì)含量為2. 24ppm，硼雜質(zhì)含量為 2. 8ppm，處理后，磷雜質(zhì)含量降低為0. 98ppm，硼雜質(zhì)含量為0. 39ppm。實(shí)施例52、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其中先將硅粉加水分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入臭氧，臭氧的流量為50g/h，溫度加熱 至50°C，并引入紫外光，紫外光與臭氧共同作用產(chǎn)生羥基自由基，60分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)， 生成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖洗水溶性雜質(zhì)；得到相應(yīng)的硅粉。其余同實(shí)施例1-15 中的任意一種實(shí)施例。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，未處理的硅粉中磷雜質(zhì)含量為25.4ppm，硼雜質(zhì)含量為 12. 8ppm，處理后，磷雜質(zhì)含量降低為0. 66ppm，硼雜質(zhì)含量為0. 45ppm。實(shí)施例53、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉加水分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入臭氧，臭氧的流量為50g/h，溫度加熱 至50°C，并引入紫外光，紫外光與臭氧共同作用產(chǎn)生羥基自由基，60分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)， 生成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖洗水溶性雜質(zhì)；得到相應(yīng)的硅粉。其余同實(shí)施例1-15 中的任意一種實(shí)施例。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，未處理的硅粉中磷雜質(zhì)含量為3. 2ppm，硼雜質(zhì)含量為 0. 96ppm，處理后，磷雜質(zhì)含量降低為0. 21ppm，硼雜質(zhì)含量為0. 63ppm。實(shí)施例54、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉加水分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入雙氧水，雙氧水的流量為50g/h，并引 入紫外光，紫外光與雙氧水共同作用產(chǎn)生羥基自由基，20分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶 性雜質(zhì)；然后用純水沖洗水溶性雜質(zhì)；得到相應(yīng)的硅粉。其余同實(shí)施例1-15中的任意一種 實(shí)施例。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，未處理的硅粉中磷雜質(zhì)含量為2. 6ppm，硼雜質(zhì)含量為7. lppm，處理后， 磷雜質(zhì)含量降低為0. 25ppm，硼雜質(zhì)含量為0. 82ppm。實(shí)施例55、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉加水分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入雙氧水，雙氧水的流量為50g/h，并引 入太陽(yáng)光，太陽(yáng)光與雙氧水共同作用產(chǎn)生羥基自由基，70分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶 性雜質(zhì)；然后用純水沖洗水溶性雜質(zhì)；得到相應(yīng)的硅粉。其余同實(shí)施例1-15中的任意一種 實(shí)施例。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，未處理的硅粉中磷雜質(zhì)含量4. 2ppm，硼雜質(zhì)含量為2. lppm，處理后，磷 雜質(zhì)含量降低為0. 4ppm，硼雜質(zhì)含量為0. 5ppm。實(shí)施例56、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉加水分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入Fenton試劑，F(xiàn)enton試劑的流量為 50g/h,并引入電場(chǎng)，電場(chǎng)與Fenton試劑共同作用產(chǎn)生羥基自由基，30分鐘后雜質(zhì)完全反 應(yīng)，生成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖洗水溶性雜質(zhì)；得到相應(yīng)的硅粉。其余同實(shí)施例1-15 中的任意一種實(shí)施例。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，未處理的硅粉中磷雜質(zhì)含量為7.7ppm，硼雜質(zhì)含量為 2. 5ppm，處理后，磷雜質(zhì)含量降低為0. 39ppm，硼雜質(zhì)含量為0. 09ppm。實(shí)施例57、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉加水分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入醫(yī)用急救的純氧，醫(yī)用急救的純氧的流 量為50g/h，并引入電場(chǎng)，電場(chǎng)與醫(yī)用急救的純氧共同作用產(chǎn)生羥基自由基，30分鐘后雜質(zhì) 完全反應(yīng)，生成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖洗水溶性雜質(zhì)；得到相應(yīng)的硅粉。其余同實(shí)施 例1-15中的任意一種實(shí)施例。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，未處理的硅粉中磷雜質(zhì)含量為1. 2ppm，硼雜質(zhì)含 量為1. 7ppm，處理后，磷雜質(zhì)含量降低為0. 19ppm，硼雜質(zhì)含量為0. 19ppm。實(shí)施例58、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉加水分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入氧化劑對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的 同時(shí)向流體狀態(tài)的物料體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn)生羥基自由基。施加能量的方式是紫 外光。其余同實(shí)施例1-57中任意一種。
實(shí)施例59、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉加水分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入氧化劑對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的 同時(shí)向流體狀態(tài)的物料體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn)生羥基自由基。施加能量的方式是太 陽(yáng)光。其余同實(shí)施例1-57中任意一種。實(shí)施例60、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉加水分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入氧化劑對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的 同時(shí)向流體狀態(tài)的物料體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn)生羥基自由基。施加能量的方式是電 加熱。其余同實(shí)施例1-57中任意一種。實(shí)施例59、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉加水分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入氧化劑對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的 同時(shí)向流體狀態(tài)的物料體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn)生羥基自由基。施加能量的方式是太 陽(yáng)光。其余同實(shí)施例1-57中任意一種。實(shí)施例60、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉加水分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入氧化劑對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的 同時(shí)向流體狀態(tài)的物料體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn)生羥基自由基。施加能量的方式是電 場(chǎng)。其余同實(shí)施例1-57中任意一種。實(shí)施例61、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉加水分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入氧化劑對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的 同時(shí)向流體狀態(tài)的物料體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn)生羥基自由基。施加能量的方式是超 聲波。其余同實(shí)施例1-57中任意一種。實(shí)施例62、一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其 中先將硅粉加水分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入氧化劑對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的 同時(shí)向流體狀態(tài)的物料體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn)生羥基自由基。施加能量的方式是兆 聲波。其余同實(shí)施例1-57中任意一種。
權(quán)利要求
一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其特征在于采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理。其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為1％ 99.999999％∶99％ 0.000001％。
2.一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其特征在于采 用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理。其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 1% -99. 999999% 99%-0. 000001 %。
3.一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其特征在于采 用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 1% -99. 999999% 99 %-0. 000001 %，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素 的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分別為-0. 00000001%或-0. 00000001%。
4.對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其特征在于采用羥基自由基對(duì) 硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 10% -99. 9999% 90%-0. 0001 %，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷 雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分別為0. -0.0001 %或0. -0. 0001%。
5.對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其特征在于采用羥基自由基對(duì) 硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 30% -99. 9999% 70% -0. 0001 %，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷 雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分別為0. -0.0001 %或0. -0. 0001%。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4、5中所述的任意一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留 雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其特征在于硅粉中殘留雜質(zhì)還包括碳化硅、金屬雜質(zhì)、塵土泥料、水 為代表的高含量的雜質(zhì)。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6中所述的任意一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘 留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其特征在于先將含有殘留雜質(zhì)的硅粉用溶劑配成流體，再采用能 產(chǎn)生羥基自由基的方式對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理。
8.如權(quán)利要求7中所述的一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理 的方法，其特征在于產(chǎn)生羥基自由基的方式可以是采用強(qiáng)氧化劑通過(guò)分解后產(chǎn)生的。
9.如權(quán)利要求7中所述的一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理 的方法，其特征在于產(chǎn)生羥基自由基的方式可以是溶劑通過(guò)施加能量激發(fā)后產(chǎn)生的。
10.如權(quán)利要求7或9所述的一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處 理的方法，其特征在于所述的溶劑采用水或任意一種無(wú)機(jī)水溶液。
11.如權(quán)利要求8所述的一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理 的方法，其特征在于強(qiáng)氧化劑可以是臭氧、過(guò)氧化氫、高錳酸鉀、二氧化氯、氯氣、氧氣、 Fenton試劑的任意一種或幾種的混合。
12.如權(quán)利要求9所述的一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的 方法，其特征在于施加能量的方式為波長(zhǎng)小于或等于400nm的光的任意一種。
13.如權(quán)利要求9所述的一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的 方法，其特征在于施加能量的方式是頻率大于或等于20000HZ的聲波的任意一種。
14.如權(quán)利要求9所述的一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的 方法，其特征在于施加能量的方式是電加熱、電場(chǎng)中的任意一種。
15.如權(quán)利要求12所述的一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理 的方法，其特征在于還可以加入N型半導(dǎo)體材料與波長(zhǎng)小于或等于400nm的光結(jié)合作用產(chǎn)生羥基自由基。
16.如權(quán)利要求15所述的一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理 的方法，其特征在于N型半導(dǎo)體材料可以是Ti02、ZnO, Fe2O3，SnO2, CdS, WO3的任意一種。
17.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、13、14、15、16中所述的任意一種利用自由 基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其特征在于處理完畢后的物料，再用 純水沖洗；得到可以作為太陽(yáng)能級(jí)硅原料應(yīng)用的硅粉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法。經(jīng)回收處理后的硅粉主要應(yīng)用于太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域；一種利用自由基的強(qiáng)氧化作用對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的方法，其特征在于采用羥基自由基對(duì)硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為1％-99.999999％∶99％-0.000001％，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分別為1％-0.00000001％或1％-0.00000001％；處理完畢后的物料，再用純水沖洗；得到可以作為太陽(yáng)能級(jí)硅原料應(yīng)用的硅粉。
文檔編號(hào)C01B33/037GK101891200SQ20091011538
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者葉淳超, 章金兵 申請(qǐng)人:江西賽維Ldk太陽(yáng)能高科技有限公司