專利名稱：將SiO₂還原為Si的熔鹽電解裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
將SiO2還原為Si的熔鹽電解裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種熔鹽電解裝置，特別是一種熔鹽電解二氧化硅提硅的電解 裝置，屬于電化學(xué)冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]硅是制造半導(dǎo)體和新型復(fù)合材料的重要原料。目前硅的工業(yè)生產(chǎn)方法普遍采用 改良西門子方法。然而該方法卻存在能耗高、污染嚴(yán)重的問題，同時(shí)用該方法生產(chǎn)的硅 產(chǎn)量非常有限，而且生產(chǎn)成本居高不下，導(dǎo)致工廠無法大批量生產(chǎn)硅。另外采用改良西 門子法來生產(chǎn)硅，其排放出來的廢物會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。采用電解法來制硅，又會(huì)由于二 氧化硅與硅所具有的高電阻特性，從而導(dǎo)致電解難度加大。另外由于還原生成的硅會(huì)發(fā) 生沉積，一旦硅沉積后就會(huì)增加其收集和處理的難度。因此目前仍然沒有一種適用于 SiO2還原為Si的熔鹽電解裝置。發(fā)明內(nèi)容[0003]為解決現(xiàn)有硅生產(chǎn)存在的高污染、高能耗，以及硅電解難度大，易發(fā)生硅沉 積，且沉積硅收集處理困難等問題，本實(shí)用新型提供一種將SiO2還原為Si的熔鹽電解裝置。[0004]本實(shí)用新型通過下列技術(shù)方案完成一種將SiO2還原為Si的熔鹽電解裝置，包 括其內(nèi)帶空腔、其內(nèi)壁設(shè)有耐火保溫層，耐火保溫層中設(shè)電阻絲的殼體，置于殼體內(nèi)的 熔鹽坩鍋，設(shè)于殼體上的其上帶通孔的爐蓋，其特征在于熔鹽坩鍋通過導(dǎo)線與殼體外的 陽極導(dǎo)線相連，熔鹽坩鍋內(nèi)設(shè)有其上設(shè)絕緣蓋、其內(nèi)設(shè)空腔的多孔坩鍋，陰極置于多孔 坩鍋內(nèi)，并通過導(dǎo)線與殼體外的陰極導(dǎo)線相連。以便通電加熱至600°c以上時(shí)，加電壓進(jìn) 行電解，并使生成物-Si全部聚集在多孔坩堝內(nèi)而方便出爐。[0005]所述熔鹽坩鍋內(nèi)多孔坩鍋外設(shè)有參比電極，并通過導(dǎo)線弓I出殼體外。[0006]所述多孔坩鍋上的絕緣蓋上設(shè)有物料加入通孔，以將SiO2原料通過通孔送入其 內(nèi)的空腔中。[0007]所述爐蓋上的通孔分設(shè)為進(jìn)氣孔、出氣孔、電極插入孔，以便通過進(jìn)氣孔和出 氣孔向空腔內(nèi)通入惰性氣體，從而保護(hù)生成物——Si不被氧化。[0008]所述電極插入孔分設(shè)為參比電極導(dǎo)線插入孔、陰極導(dǎo)線插入孔和陽極導(dǎo)線插 入。[0009]本實(shí)用新型具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果采用上述方案，克服了制備硅過程中存在電 解時(shí)間長，能耗高，污染嚴(yán)重，硅收集難等問題。而且采用二氧化硅作為原料，熔鹽能 直接電解制備出純度比較高的硅。同時(shí)電解反應(yīng)是在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行，能有效防止 硅被氧化，且廢氣產(chǎn)生微小。本實(shí)用新型設(shè)備簡(jiǎn)單，反應(yīng)器以及坩堝都采用價(jià)格低廉的 石墨作為原料。反應(yīng)溫度低，能耗低，實(shí)為一理想的硅電解裝置。3
[0010]圖1為本實(shí)用新型之結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0011]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。[0012]如圖1，本實(shí)用新型提供的將SiO2還原為Si的熔鹽電解裝置，包括其內(nèi)帶空腔 17、其內(nèi)壁設(shè)有耐火保溫層3，耐火保溫層3中設(shè)電阻絲2的殼體1，置于殼體1內(nèi)的熔 鹽坩鍋5，設(shè)于殼體1上的其上帶通孔的爐蓋7，其中熔鹽坩鍋5通過導(dǎo)線13與殼體1外 的陽極導(dǎo)線相連，以用作陽極，熔鹽坩鍋5內(nèi)設(shè)有其上設(shè)絕緣蓋14、其內(nèi)設(shè)空腔18的多 孔坩鍋15，陰極16置于多孔坩鍋15內(nèi)，并通過導(dǎo)線與殼體1外的陰極導(dǎo)線相連；所述 熔鹽坩鍋5內(nèi)多孔坩鍋15外設(shè)有參比電極4，并通過導(dǎo)線引出殼體外；所述多孔坩鍋15 上的絕緣蓋14上設(shè)有物料加入通孔，以將SiO2原料通過通孔送入其內(nèi)的空腔18中；所 述爐蓋7上的通孔分設(shè)為進(jìn)氣孔8、出氣孔11、參比電極4導(dǎo)線插入孔9、陰極導(dǎo)線插入 孔10和陽極導(dǎo)線插入孔12。
權(quán)利要求1.一種將SO2還原為Si的熔鹽電解裝置，包括其內(nèi)帶空腔、其內(nèi)壁設(shè)有耐火保溫 層，耐火保溫層中設(shè)電阻絲的殼體，置于殼體內(nèi)的熔鹽坩鍋，設(shè)于殼體上的其上帶通孔 的爐蓋，其特征在于熔鹽坩鍋通過導(dǎo)線與殼體外的陽極導(dǎo)線相連，熔鹽坩鍋內(nèi)設(shè)有其上 設(shè)絕緣蓋、其內(nèi)設(shè)空腔的多孔坩鍋，陰極置于多孔坩鍋內(nèi)，并通過導(dǎo)線與殼體外的陰極 導(dǎo)線相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將SiO2還原為Si的熔鹽電解裝置，其特征在于所述熔鹽坩 鍋內(nèi)多孔坩鍋外設(shè)有參比電極，并通過導(dǎo)線弓I出殼體外。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將SiO2還原為Si的熔鹽電解裝置，其特征在于所述多孔坩 鍋上的絕緣蓋上設(shè)有物料加入通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將SiO2還原為Si的熔鹽電解裝置，其特征在于所述爐蓋上 的通孔分設(shè)為進(jìn)氣孔、出氣孔、電極插入孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的將SiO2還原為Si的熔鹽電解裝置，其特征在于所述電極插 入孔分設(shè)為參比電極導(dǎo)線插入孔、陰極導(dǎo)線插入孔和陽極導(dǎo)線插入。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種將SiO2還原為Si的熔鹽電解裝置，包括其內(nèi)帶空腔、其內(nèi)壁設(shè)有耐火保溫層，耐火保溫層中設(shè)電阻絲的殼體，置于殼體內(nèi)的熔鹽坩鍋，設(shè)于殼體上的其上帶通孔的爐蓋，其特征在于熔鹽坩鍋通過導(dǎo)線與殼體外的陽極導(dǎo)線相連，熔鹽坩鍋內(nèi)設(shè)有其上設(shè)絕緣蓋、其內(nèi)設(shè)空腔的多孔坩鍋，陰極置于多孔坩鍋內(nèi)，并通過導(dǎo)線與殼體外的陰極導(dǎo)線相連?？朔酥苽涔柽^程中存在電解時(shí)間長，能耗高，污染嚴(yán)重，硅收集難等問題，而且采用二氧化硅作為原料，直接電解制備出純度比較高的硅，同時(shí)電解反應(yīng)是在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行，能有效防止硅被氧化，且廢氣產(chǎn)生微小，熔鹽能反復(fù)使用，反應(yīng)器以及坩堝都采用價(jià)格低廉的石墨作為原料，反應(yīng)溫度低，能耗低。
文檔編號(hào)C25B9/00GK201809445SQ201020283479
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者劉大春, 劉永成, 周陽, 徐寶強(qiáng), 戴永年, 楊斌, 秦博, 謝克強(qiáng), 陳家輝, 陳建云, 馬文會(huì), 魏奎先 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)