专利名称：一种Na<sub>2</sub>SiF<sub>6</sub>热解生产SiF<sub>4</sub>的方法
技术领域：
本发明涉及氟化工技术领域，具体涉及一种Na2SiF6热解生产SiF4的方法。
背景技术：
SiF4是电子加工工业中的重要原料，被广泛应用于半导体和光纤领域。在半导体行业中，SiF4主要用于氮化硅、硅化钽等的刻蚀剂、P型掺杂剂、外延沉积扩散硅源等，还可以用于制备电子级硅烷和多晶硅。此外，SiF4还被用作光导纤维用高纯石英玻璃的生产原料以及建筑用生产材料等。随着以SiF4为中间产物的多晶硅生产工艺的开发与成熟，SiF4 在半导体行业将展现出广阔的应用前景。目前SiF4的生产方法主要有两种，即传统的硫酸法和Si-HF直接合成法。这两种生产方法都存在以下缺点生产成本高，从原材料到四氟化硅的转化率低，副产物较多，杂质很难去除等。开发一种原材料丰富、生产成本低、环保清洁的生产SiF4的方法是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Na2SiF6热解生产SiF4的方法。为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是一种Na2SiF6-解生产SiF4的方法，包括以下步骤
(1)将磷肥工业副产物Na2SiF6经加料器送入真空干燥器，Na2SiF6在真空干燥器内于 200 350°C真空干燥1 3小时；
(2)真空干燥完毕后由导料槽进入定量加料器，在定量加料器内与NaF按重量比为 Na2SiF6:NaF=10: (1 5)混合后送入高温反应釜或高温循环流化床，在600 750°C热解 1 3小时，高温反应釜或高温循环流化床内压力控制为10 50mmH20，热解产生NaF和SiF4 气体；
(3)热解产生的NaF返回定量加料器使用，热解产生的SiF4气体由干式真空泵导出，进入冷凝器冷凝，然后再经除尘器去除Na2SiF6微粉，之后依次经一级活性炭吸附柱和二级活性炭吸附柱两级净化，然后再于-80 -30°C温度条件下2 5MPa冷冻压缩后，导入压力为 2 5MPa的钢瓶储存。进一步地，一级活性炭吸附柱的填料为在真空条件下于115 200°C活化2 4小时的活性炭。二级活性炭吸附柱的填料为在真空条件下于300 500°C活化2 4小时的活性炭。本发明提供的Na2SiF6热解生产SiF4的方法采用的原料Na2SiF6是磷肥工业副产物。目前磷肥工业副产的Na2SiF6用途很少，附加值低，因此大多都是堆弃处理，不仅污染了环境，而且还造成了氟资源的极大浪费。本发明利用磷肥工业副产物Na2SiF6生产四氟化硅，一方面解决了 Na2SiF6随意堆弃造成的环境污染问题和氟资源浪费问题，另一方面还具有原料来源丰富，价格低廉的优点。本发明提供的SiF4W生产方法生产成本低，在生产过程中也无任何废弃物产生，做到了真正的清洁生产，制得的四氟化硅气体产品的质量稳定，纯度均可达到99. 9%。本发明提供的Na2SiF6热解生产SiF4的方法附加值高，适合推广应用。
具体实施例方式实施例1
本实施例SiF4的生产方法，步骤如下
(1)取磷肥工业副产物Na2SiF6约3kg，经加料器送入真空盘式干燥器，Na2SiF6在真空盘式干燥器内于200°C真空干燥3小时，真空盘式干燥器内的真空压力控制在-0. 095MPa ；
(2)Na2SiF6经真空干燥处理后由导料槽进入定量加料器，在定量加料器内Na2SiF6与 NaF按重量比为Na2SiF6 = NaF=IO: 1混合，之后送入高温循环流化床，在750°C热解1小时，高温循环流化床内压力控制为IOmmH2O,热解产生NaF和SiF4气体；
(3)热解产生的NaF经冷却后返回定量加料器再利用，热解产生的SiF4气体由干式真空泵导出，进入冷凝器冷凝，然后再经除尘器去除Na2SiF6微粉，之后依次经一级活性炭吸附柱和二级活性炭吸附柱两级净化，一级活性炭吸附柱的填料为在真空条件下于115°C活化4小时的活性炭，二级活性炭吸附柱的填料为在真空条件下于300°C活化4小时的活性炭，然后再于_80°C、2. 5Mpa压力条件下冷冻压缩后，导入压力为2. 5MPa的钢瓶储存。本实施例制得的SiF4气体产品的纯度为99. 91%。实施例2
本实施例SiF4的生产方法，步骤如下
(1)取磷肥工业副产物Na2SiF6约3.5kg，经加料器送入真空靶式干燥器，Na2SiF6 在真空靶式干燥器内于300°C真空干燥2. 5小时，真空靶式干燥器内的真空压力控制在-0. 095MPa ；
(2)Na2SiF6经真空干燥处理后由导料槽进入定量加料器，在定量加料器内Na2SiF6与 NaF按重量比为Na2SiF6 = NaF=IO 3混合，之后送入高温循环流化床，在700°C热解2小时，高温循环流化床内压力控制为30mmH20，热解产生NaF和SiF4气体；
(3)热解产生的NaF经冷却后返回定量加料器再利用，热解产生的SiF4气体由干式真空泵导出，进入冷凝器冷凝，然后再经除尘器去除Na2SiF6微粉，之后依次经一级活性炭吸附柱和二级活性炭吸附柱两级净化，一级活性炭吸附柱的填料为在真空条件下于120°C活化4小时的活性炭，二级活性炭吸附柱的填料为在真空条件下于400°C活化4小时的活性炭，然后再于_60°C、2. 5Mpa压力条件下冷冻压缩后，导入压力为2. 5MPa的钢瓶储存。本实施例制得的SiF4气体产品的纯度为99. 90%。实施例3
本实施例SiF4的生产方法，步骤如下
(1)取磷肥工业副产物Na2SiF6约3kg，经加料器送入真空靶式干燥器，Na2SiF6在真空靶式干燥器内于350°C真空干燥1小时，真空靶式干燥器内的真空压力控制在-0. 095MPa ；
(2)Na2SiF6经真空干燥处理后由导料槽进入定量加料器，在定量加料器内Na2SiF6与 NaF按重量比为Na2SiF6 = NaF=IO 5混合，之后送入高温反应釜，在600°C热解3小时，高温反应釜内压力控制为50mmH20，热解产生NaF和SiF4气体；
(3)热解产生的NaF经冷却后返回定量加料器再利用，热解产生的SiF4气体由干式真空泵导出，进入冷凝器冷凝，然后再经除尘器去除Na2SiF6微粉，之后依次经一级活性炭吸
4附柱和二级活性炭吸附柱两级净化，一级活性炭吸附柱的填料为在真空条件下于200°C活化2小时的活性炭，二级活性炭吸附柱的填料为在真空条件下于500°C活化2小时的活性炭，然后再于-30°C、5Mpa压力条件下冷冻压缩后，导入压力为5MPa的钢瓶储存。本实施例制得的SiF4气体产品的纯度为99. 93%。
实施例4
本实施例SiF4的生产方法，步骤如下
(1)取磷肥工业副产物Na2SiF6约3kg，经加料器送入真空盘式干燥器，Na2SiF6在真空盘式干燥器内于200°C真空干燥3小时，真空盘式干燥器内的真空压力控制在-0. 095MPa ；
(2)Na2SiF6经真空干燥处理后由导料槽进入定量加料器，在定量加料器内Na2SiF6与 NaF按重量比为Na2SiF6 = NaF=IO 3混合，之后送入高温反应釜，在700°C热解2小时，高温反应釜内压力控制为IOmmH2O,热解产生NaF和SiF4气体；
(3)热解产生的NaF经冷却后返回定量加料器再利用，热解产生的SiF4气体由干式真空泵导出，进入冷凝器冷凝，然后再经除尘器去除Na2SiF6微粉，之后依次经一级活性炭吸附柱和二级活性炭吸附柱两级净化，一级活性炭吸附柱的填料为在真空条件下于200°C活化2小时的活性炭，二级活性炭吸附柱的填料为在真空条件下于500°C活化2小时的活性炭，然后再于-60°C、2Mpa压力条件下冷冻压缩后，导入压力为2MPa的钢瓶储存。本实施例制得的SiF4气体产品的纯度为99. 91%。
权利要求
1.一种Na2SiF6热解生产SiF4的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)Na2SiF6经加料器送入真空干燥器，Na2SiF6在真空干燥器内于200 350°C真空干燥1 3小时；(2)真空干燥完毕后由导料槽送入定量加料器，在定量加料器内与NaF按重量比为 Na2SiF6:NaF=10: (1 5)混合后送入高温反应釜或高温循环流化床，在600 750°C热解 1 3小时，高温反应釜或高温循环流化床内压力控制为10 50mmH20，热解产生NaF和SiF4 气体；(3)热解产生的NaF返回定量加料器使用，热解产生的SiF4气体由干式真空泵导出，进入冷凝器冷凝，然后再经除尘器去除Na2SiF6微粉，之后依次经一级活性炭吸附柱和二级活性炭吸附柱两级净化，然后再于-80 -30°C温度条件下2 5MPa冷冻压缩后，导入压力为 2 5MPa的钢瓶储存。
2.根据权利要求1所述的Na2SiF6-解生产SiF4的方法，其特征在于，所述Na2SiF6为磷肥工业副产物。
3.根据权利要求1所述的Na2SiF6-解生产SiF4的方法，其特征在于，所述一级活性炭吸附柱的填料为在真空条件下于115 200°C活化2 4小时的活性炭。
4.根据权利要求1所述的Na2SiF6-解生产SiF4的方法，其特征在于，所述二级活性炭吸附柱的填料为在真空条件下于300 500°C活化2 4小时的活性炭。
全文摘要
本发明公开了一种利用磷肥工业副产物Na2SiF6热解生产SiF4的方法，该方法的步骤为将Na2SiF6在真空干燥器内干燥，之后由导料槽进入定量加料器，在定量加料器内与NaF混合后送入高温反应釜或高温循环流化床，在600～750℃热解1～3小时，高温反应釜或高温循环流化床内压力控制为10～50mmH2O，热解产生NaF和SiF4气体；NaF返回定量加料器使用，SiF4气体进入冷凝器冷凝，再经除尘处理后经两级活性炭吸附柱净化，再经冷冻压缩后，导入钢瓶储存。本发明提供的生产方法生产成本低，生产过程中无任何废弃物产生，做到了真正的清洁生产，制得的四氟化硅气体产品的质量稳定，纯度均可达到99.9%。
文档编号C01B33/107GK102398906SQ20111020700
公开日2012年4月4日 申请日期2011年7月22日 优先权日2011年7月22日
发明者于贺华, 侯红军, 刘海霞, 尚钟声, 李世江, 杨华春, 王建萍, 薛旭金, 郑艳萍, 陈宏伟 申请人:多氟多化工股份有限公司