硅的串联纯化的制作方法_4

文档序号:9482850阅读:来源:国知局
的顶部空间相连,使得从弱酸溶液的顶部空间移除的气体包括源自弱酸溶液的蒸汽或气体和源自中酸溶液、强酸溶液或第一冲洗溶液或第二冲洗溶液中的至少一者的蒸汽或气体。
[0075]本发明的实施方案包括任选地将来自任何冲洗段的部分淡水或冲洗水输送至任何溶液,从而维持或调节该溶液的PH、体积或比重。尽管本文的具体实施例给出了三个酸清洗段中的三个酸槽中的pH和比重以及PAC槽中的pH和比重,应理解pH和比重的范围和数值可以明显不同于这些实施例并且仍然包括在本发明的实施方案中。同样地,标注“强”、“中”和“弱”旨在表示酸溶液强度之间的关系,而不是将任何具体酸溶液限制为具体的PH值或PH范围或具体的比重值或比重范围。因此,在具有两个酸清洗段(其中酸溶液被标注为“弱”和“强”)的实施方案中,尽管两个酸溶液之间的关系使得一个酸溶液(“强”)比另一个酸溶液(“弱”)更强,但是两个酸溶液均可被称作强酸溶液。同样地,在具有两个酸清洗段(其中酸溶液被标注为“弱”和“强”)的实施方案中,尽管两个酸溶液之间的关系使得一个酸溶液(“弱”)比另一个酸溶液(“强”)更弱,但是两个酸溶液均可被称作弱酸溶液或中酸溶液。
[0076]在分离步骤之前,可以允许硅和冲洗溶液混合约24小时的时间。在分离步骤之前,可以允许硅和冲洗溶液混合约I小时的时间。可以从至少3小时进行干燥步骤。本发明的步骤的时间可以包括任何合适的时间。
[0077]酸溶液、混合物和冲洗溶液的至少一者可以在槽中。可以从槽中使用耐温和耐化学的桶输送硅-铝络合物、第一硅和第二硅,和潮湿的纯化硅和干燥的纯化硅,所述桶具有孔以允许流体进入和离开所述桶。所述桶可以在分离过程中排水。至少一个酸溶液槽可以容纳两个桶。可以设置至少一个槽(其中发生一系列的组合和分离步骤),使得当内容物达到一定重量时它们溢流进入发生之前的一系列的组合和分离步骤的槽中。包括溢流出口和溢流入口的槽可以具有位于槽的对立侧的溢流出口和溢流入口。酸溶液、混合物和冲洗溶液的至少一者可以在沉降槽中。可以从沉降槽移除固体。固体的移除可以包括打开槽底部的阀从而允许固体从槽底部挤出。固体的移除可以包括从槽中排出液体并从槽底部手动地或者机械地移除固体。
[0078]还包括每个串联步骤使用一个槽,本发明的实施方案包括对整个过程使用单个槽,和使用比串联步骤中更少的槽。例如,可以对多个酸溶解步骤使用一个槽,然后可以对冲洗步骤使用一个槽。例如,可以对多个酸溶解步骤使用两个槽,然后可以对冲洗步骤使用两个槽。另一实施例包括对一个或多个酸溶解步骤使用一个槽,和对一个或多个冲洗步骤使用相同的槽。可以将酸溶液和冲洗溶液加入容纳硅-铝络合物或硅的槽中从而进行冲洗。一旦酸溶解步骤或冲洗步骤完成,可以将溶液从槽中移除并移至储存位置或丢弃,并且可以将下一溶液加入槽中从而开始下一串联步骤。容纳硅片的一个或多个槽可以为沉降槽。溶液的pH、比重和体积的维持可以在容纳硅片的一个或多个槽中进行,在每个特定溶液的储存位置中进行,或者在两者中进行。可以以任何合适的方式将硅-铝络合物、第一硅和第二硅,和潮湿的纯化硅和干燥的纯化硅容纳在一个或多个特定的罐中,包括使用耐温和耐化学的桶,所述桶具有孔以允许流体进入和离开桶。所述桶可以在分离的过程中排水,或者在槽内部当将溶液输送出来时,或者通过将桶升出槽从而允许桶内的溶液流回至槽中。槽可以容纳两个桶,或者任何合适数量的桶,包括一个桶。酸溶液、混合物或冲洗溶液的至少一者的储存位置可以为沉降槽。可以从沉降槽移除固体。固体的移除可以包括打开槽底部的阀从而允许固体从槽底部挤出。固体的移除可以包括从槽中排出液体并从槽底部手动地或者机械地移除固体。
[0079]与冲洗溶液组合(从而提供混合物)和随后的分离的一系列步骤中的至少一个步骤可以提供比进入这一系列步骤的硅具有更少的酸溶液与铝的反应产物的硅。
[0080]干燥的纯化硅可以具有约1000-3000份/百万份重量的铝。第一硅-铝络合物、第二硅-铝络合物或第三硅-铝络合物、第一硅或第二硅、潮湿的硅或干燥的纯化硅中的至少一者可以独立地为约400至1000kg。第一硅-铝络合物、第二硅-铝络合物或第三硅-铝络合物、第一硅或第二硅、潮湿的硅或干燥的纯化硅中的至少一者可以独立地为约600至800kg。第一硅-铝络合物、第二硅-铝络合物或第三硅-铝络合物、第一硅或第二硅、潮湿的硅或干燥的纯化硅中的至少一者可以独立地为约650至750kg。
[0081]上述具体的pH范围和比重范围是本发明的一个或多个具体实施方案。本发明的实施方案包括对于所述方法的各个段任何合适的PH范围或比重范围。例如,在三步骤的酸溶解中,强酸溶液可以具有约-0.5至4的pH,中酸溶液可以具有约0.0至4的pH,和弱酸溶液可以具有约0.0至5的pH。在另一实施例中,强酸溶液可以具有约-0.5至I的pH,中酸溶液可以具有约0.0至3的pH,和弱酸溶液可以具有约1.0至4.0的pH。在另一实施例中,强酸溶液可以具有约-0.5至0.0的pH,中酸溶液可以具有约0.0至2.5的pH,和弱酸溶液可以具有约1.5至3.0的pH。在另一实施例中,在两步骤的酸溶解中,强酸溶液可以具有约-0.5至4的pH,和弱酸溶液可以具有约0.0至5的pH。在另一实施例中,在两步骤的酸溶解中,强酸溶液可以具有约-0.5至3的pH,和弱酸溶液可以具有约0.0至4的pH。在另一实施例中,在两步骤的酸溶解中,强酸溶液可以具有约-0.5至1.0的pH,和弱酸溶液可以具有约1.0至3.0的pH。维持更强溶液和更弱溶液之间的关系的所有合适的pH变化均被认为包括在本发明的实施方案中。
[0082]同样地,例如,在三步骤的酸清洗中,强酸溶液可以具有约1.01至1.4的比重,中酸溶液可以具有约1.01至-1.4的比重,和弱酸溶液可以具有约1.01-1.4的比重。在另一实施例中,强酸溶液可以具有约1.01-1.3的比重,中酸溶液可以具有约1.01-1.2的比重,和弱酸溶液可以具有约1.1-1.4的比重。在另一实施例中,强酸溶液可以具有约1.01-1.10的比重,中酸溶液可以具有约1.05-1.15的比重,和弱酸溶液可以具有约1.2-1.4的比重。在另一实施例中,强酸溶液可以具有约1.05的比重,中酸溶液可以具有约1.09的比重,和弱酸溶液可以具有约1.3的比重。在另一实施例中,在两步骤的酸溶解中,强酸溶液可以具有约1.01-1.4的比重,和弱酸溶液可以具有约1.01-1.4的比重。在另一实施例中,在两步骤的酸溶解中,强酸溶液可以具有约1.01-1.3的比重,和弱酸溶液可以具有约1.01-1.4的比重。在另一实施例中,在两步骤的酸溶解中,强酸溶液可以具有约1.01-1.2的比重,和弱酸溶液可以具有约1.1-1.4的比重。所有合适的比重变化均被认为包括在本发明的实施方案中。
[0083]在任何步骤中独立地移除部分从而维持pH、体积、比重或其组合可以以间歇过程或者以连续过程进行。可以使用传感器从而检测液体高度、pH、比重、流速、温度或其组合中的至少一者。本发明的实施方案中包括可用于检测溶液的任何特征且适合允许通过本发明的方法调节溶液的性质的任何合适的传感器设备。适合用于连续过程的传感器可以不同于适合用于间歇过程的传感器。
[0084]词语“部分”的使用并不旨在以任何方式将本发明的实施方案的范围限制于间歇过程。此外,可以在连续过程中连续地移除无限小的部分;因此,词语“部分”不将本发明限制于间歇过程。
[0085]移除的弱酸部分可以包括聚氯化铝。移除的弱酸部分可以包括三氯化铝。移除的弱酸部分可以包括铝与HC1、水或其组合的反应产物。第一聚氯化铝槽可以包括沉降槽。聚氯化铝槽的部分内容物可以从槽的顶部输送至另一聚氯化铝槽的中部,其中下一聚氯化铝槽包括沉降槽。可以使用一连串沉降槽重复将液体从沉降槽的顶部输送至另一沉降槽的中部的步骤,直至来自一连串沉降槽中最后一个沉降槽的液体完全不含固体材料。可以使用一连串沉降槽重复将液体从沉降槽的顶部输送至另一沉降槽的中部的步骤,直至来自一连串沉降槽中最后一个沉降槽的液体完全不含水纯化过程中待使用的固体材料。
[0086]参考图3,决策树300描述了在本发明的具体实施方案中何时移除部分弱酸溶液。可以提出何时将部分弱酸溶液输送至聚氯化铝槽的疑问。首先,如果疑问304(弱酸槽是否具有大于1.5的pH)的答案为否,306,则可以允许在弱酸槽中继续铝溶解或铝反应,308 ;如果答案为是,310,则询问弱酸槽的比重值,312。如果疑问312(弱酸槽是否具有大于1.3的pH)的答案为是,314,则询问PAC槽中的剩余空间,316。如果疑问316 (PAC储存槽中是否具有充足的空间)的答案为否,318,则可以将1000L从PAC储存槽输送至可替代的PAC储存槽320,并且然后可以再次询问PAC槽中的剩余空间,316。如果疑问316(PAC储存槽中是否具有充足的空间)的答案为是,322,则可以将500L弱酸输送至PAC储存槽,324。如果疑问312(弱酸槽是否具有大于1.3的pH)的答案为否,326,则可以询问弱酸槽的pH,328。如果疑问328 (弱酸槽的pH是否低于1.8)的答案为是,330,则可以允许在弱酸槽中继续铝溶解或铝反应,308 ;如果答案为否,332,则可以询问弱酸槽中的剩余空间,334。如果疑问334(弱酸槽中是否具有足够的空间用于加入液体)的答案为是,336,则可以向弱酸中加入部分中酸从而使PH达到低于1.8,并且再次询问弱酸槽的pH,328。如果疑问334 (弱酸槽中是否具有足够的空间用于加入液体)的答案为否,340,则可以将500L弱酸从弱酸槽输送至PAC储存槽,342,并且可以再次询问弱酸槽的pH,328。在达到决策308从而允许继续铝消化之后,或者在达到决策324从而将500L弱酸输送至PAC储存槽之后,从疑问302重新开始决策树。通常地,当在决策树中达到将500L弱酸从弱酸槽输送至PAC储存槽的行动342时,PAC溶液的品质会降低。通常地,当在决策树中达到将500L弱酸输送至PAC储存槽的行动324时,PAC溶液的品质会升高。然而,本发明的实施方案包括产生更低品质的PAC溶液以及高品质的PAC溶液的方法。应理解在本发明的具有两个酸清洗步骤的实施方案中,决策框338可以命令(instruct)向弱酸槽中加入强酸溶液,从而使pH达到1.8以下。
[0087]本领域技术人员将理解,图3中所示的决策树中显示的一系列步骤并不限于图中示例性给定的具体PH水平或输送体积。用于做出决策的
当前第4页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1