专利名称：一种金属硅原料提纯制备方法
技术领域：
本发明涉及一种金属硅原料提纯制备方法，特别是利用电弧炉/氩弧炉做金属硅精纯处理的金属硅原料提纯制备方法。
背景技术：
国际上金属硅原料制备的主流技术是利用电弧炉/氩弧炉进行高温熔炼，石英(SIO2)与碳在电弧炉中冶炼提纯到98％并生成工业(金属)硅，其化学反应SiO2+C→Si+CO2↑。金属硅是太阳能电池多晶硅的主要原材料，金属硅的提纯精度直接影响到太阳能多晶硅的提纯效率、成本及效果。如Si(s)+3HCl(g)＝SiHCI3(g)+H2(g)(放热)生成的SiHCI3与PCI3和BCl3在相对挥发度上有较大差异(它们的沸点分别为31.8℃，74℃和13℃，能有效地用精馏提纯。最后在1100℃用H2还原SiHCI3，事先氯化反应地逆过程SiHCI3(g)+H2(g) Si(s)+3HCl(g)反应析出固态的硅，击碎后便成为块状多晶硅。这样就可以得到纯度为99.9999999％的多晶硅原料，换句话说，也就是平均十亿个硅原子中才有一个杂质原子。同时世界各国还有使用改良西门子法(即俄罗斯法)、硅烷法、流态化床法、冶金法，其中改良西门子法占全球产量的80％以上。但无一例外无论采用那一种工艺方法，平均提纯每公斤多晶硅原料耗电都在250---400度左右，高能耗，高投入低产出是多晶硅原料成本高居不下的主要原因，严重制约了太阳能电池的普及使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属硅原料提纯制备方法，它能大幅度提高金属硅纯度。
本发明是这样来实现的，其特征在于制备方法如下首先对电弧炉、氩弧炉安装充氧装置和CO2排放收集装置，其次是在现有的金属硅熔炼工艺掺炭量的基数基础上，再添加20％的高纯炭，在电弧炉、氩弧炉达到工艺熔炼保持恒温温度(摄氏1650度)时，进行充氧加速炭的燃烧生成CO2，通过CO2排放收集装置排出炉外，再用传统的抬包浇灌工艺对金属硅实行自然冷却排除硅渣杂质，即可获得纯度达99.995％的金属硅。
本发明的优点是充分利用传统工艺设备如电弧炉、氩弧炉进行小改造，就能达到在大规模量产的同时，大幅度提高金属硅纯度；其工艺步骤少，操作简单，适应面广。
具体实施例方式 本发明的制备方法如下，首先对电弧炉、氩弧炉安装充氧装置和CO2排放收集装置，再次，在现有的金属硅熔炼工艺掺炭量的基数基础上再添加20％的高纯炭。在电弧炉、氩弧炉达到工艺熔炼保持恒温温度(摄氏1650度)时，进行充氧加速炭的燃烧生成CO2，通过CO2排放收集装置排出炉外。再用传统的抬包浇灌工艺对金属硅实行自然冷却排除硅渣杂质，即可获得纯度达99.995％的金属硅。
权利要求
1.一种金属硅原料提纯制备方法，其特征在于制备方法如下首先对电弧炉、氩弧炉安装充氧装置和CO2排放收集装置，其次是在现有的金属硅熔炼工艺掺炭量的基数基础上，再添加20％的高纯炭，在电弧炉、氩弧炉达到工艺熔炼保持恒温温度时，进行充氧加速炭的燃烧生成CO2，通过CO2排放收集装置排出炉外，再用传统的抬包浇灌工艺对金属硅实行自然冷却排除硅渣杂质，即可获得纯度达99.995％的金属硅。
全文摘要
一种金属硅原料提纯制备方法，其特征在于制备方法如下首先对电弧炉、氩弧炉安装充氧装置和CO2排放收集装置，其次是在原有金属硅熔炼工艺掺炭量的基数基础上，再添加20％的高纯炭，在电弧炉、氩弧炉达到工艺熔炼保持恒温温度(摄氏1650度)时，进行充氧加速炭的燃烧生成CO2。其优点是充分利用传统工艺设备如电弧炉、氩弧炉进行小改造，就能达到在大规模量产的同时，大幅度提高金属硅纯度；其工艺步骤少，操作简单。
文档编号C01B33/037GK101112988SQ200710201160
公开日2008年1月30日 申请日期2007年7月24日 优先权日2007年7月24日
发明者罗应明, 力 郭 申请人:晶湛(南昌)科技有限公司