多晶硅的包装及包装多晶硅的方法与流程

多晶状硅或简称多晶硅可由氯硅烷通过西门子方法以棒形式沉积。该棒形多晶硅然后通常被粉碎成块，即块状多晶硅，最好是以无污染的方式。EP1645333A1描述了该方法和相应的粉碎机。块状多晶硅是边缘锋利、非自由流动的松散材料。US7013620B2公开了全自动输送、称重、分份、填充和包装高纯度块状多晶硅的设备。该设备包括用于所述块状多晶硅的输送通道、与漏斗连接的块状多晶硅的称重装置、硅制的偏转板、形成高纯塑料薄膜(如由聚乙烯制成)制成的塑料袋的填充装置和填充有块状多晶硅的塑料袋的焊封装置。使用硅或高耐磨塑料的设备外装部件据说可允许块状多晶硅低污染包装。US2010/0154357A1也描述了包装多晶硅的方法，包括利用填充设备将多晶硅填充到自由悬挂的预先形成的袋中，随后封闭该填充的袋子，其中所述的袋子由高纯度的塑料制成，壁厚为10-1000μm。优选地，将所述填充有多晶硅的封闭塑料袋引入到另一个由PE制成的、壁厚为10-1000μm的塑料袋中，并将此第二塑料袋封闭。这提供了PE双层袋。US2013269295A1公开了一或多个块状或一个或多个圆棒的多晶硅，其被至少一个厚度为10-1000μm并封装所述多晶硅的薄膜包围，所述至少一个薄膜被另一个具有增强结构的薄膜或成形元件所包围。所述具有增强结构的薄膜是例如气泡薄膜。所述成形元件可以由PU、聚酯或可发泡聚苯乙烯或另一种塑料制成。焊封在薄膜中的块被导入到运输容器中或二级包装中。所述运输容器，理想地是一个大纸板箱，可以有分隔元件，例如一组分隔物，其保护所述包装的块，以免损坏。US2013269295A1还公开了块状或圆棒状多晶硅的包装方法，其中在每种情况下都将至少一个薄膜插入到与所要包装的多晶硅尺寸相匹配的立方纸板箱中，将多晶硅放到所述至少一个薄膜中，所述至少一个薄膜的厚度为10-1000μm，随后焊封并封装该多晶硅，且所述至少一个薄膜被另一个具有增强结果的薄膜或成形元件所包围。使用了立方纸板箱而非分隔元件。这些纸板箱优选与所述包装袋的尺寸或所要包装的多晶硅的数量和尺寸相匹配。其缺点在于为了保护第一薄膜，需要使用具有增强结构的另一薄膜或成形元件。大的包装还需要含有分隔元件或立方纸板箱。这使得该类包装复杂。WO2015/007490A1公开了一种运输容器，其含有至少两个塑料袋，每个都包有多晶硅块，特点在于包装密度大于或等于500kg/m3或大于800kg/m3。所述包装密度定义为多晶硅块的起始重量相对于所述运输容器的内部体积。在二级包装单元如纸板箱中多晶硅包装袋的空间越大，运输过程中因震动所造成的损坏越多。过紧的包装导致提高的刺穿发生率；过松的包装会类似地导致刺穿和相当多的粉末。US2013269295A1所描述的袋子之间的分隔物如内盒、单元分隔物或纸箱制成的分隔物不是绝对需要的。然而，所述运输容器的剩余体积(＝箱体积–所有的袋的体积)用特定的插入材料，如泡沫、盒子插料，填充大于70％的程度，更优选100％的程度。优选如US2013269295A1所述，还引入由PU、聚酯或可发泡聚苯乙烯或其它聚合物制成的成形元件。WO2015/007490A1所描述的包装类型也是复杂的。WO2015/007490A1不适用于包装棒件。因此在现有技术中，多晶硅的包装使用塑料袋，塑料袋随后被组装成更大的包装单元。生产这些包装的复杂度和成本较高。其缺点是较小的单个单元，只为较大的块和棒提供有限的空间，如果有的话。本发明所要实现的目的来源于所述的问题。本发明的目的是通过由瓦楞纸板制成且具有n边横截面的包装多晶硅的容器实现的，其中n＝8-16，其包括底部、n＝8-16个侧壁和用于封闭所述容器的可移除盖子，其中由塑料制成的双层袋已经安装在容器中，其中多晶硅已填充到所述双层袋中。所述目的还通过包装多晶硅的方法实现，所述方法包括提供由通过在反应器中沉积棒形多晶硅而生产的粉碎多晶硅棒制成的多晶硅，将所述多晶硅包装在由瓦楞纸板制成且具有n边横截面的包装多晶硅的容器中，其中n＝8-16，所述容器包括底部、n＝8-16个侧壁和用于封闭所述容器的可移除盖子，其中由塑料制成的双层袋已经安装在容器中，其中多晶硅被填充到所述双层袋中，且所述容器用所述盖子封闭。术语“双层袋”应被理解为是指两个由塑料制成、优选由PE制成的袋子已经被安装在所述容器内，其中一个袋子已经被放置在另一个袋子内(内部和外部袋子)。类似地这也可以是由两个塑料袋预先制好的袋子(双壁袋)。所要包装的多晶硅衍生于粉碎的多晶硅棒且优选包括不同尺寸的块。此外，所述多晶硅优选包括圆柱形或半圆柱形棒件。包装密度，即单位容器内部体积所称入的多晶硅的重量，优选为900-1300kg/m3和特别优选为1000-1100kg/m3。所述容器的横截面可以大至托盘的面积。在一个实施方案中，所述容器的横截面已经被改变至化学托盘的尺寸。例如可以考虑横截面为760x1140mm的标准(化学)CP5托盘。在一个实施方案中，所述容器被用于直径高达300mm、长度高达1.2m的大块或整个棒件。在一个实施方案中，不同尺寸的块和棒件被包装在所述容器内。这使得有可能进一步提高包装密度。以下涉及具有n边横截面的容器，其中n＝8。由此所描述的特点和实施方案可相应地施用于具有n>8的n边横截面容器。在一个实施方案中，所述容器包括八边形底部、8个侧壁(相同高度)和八边形可移除盖子。在一个实施方案中，所述底部和盖子具有略大的横截面以固定侧壁。所述8个侧壁的相应对相互平行，且具有相同尺寸，参见图1。所述横截面/底表面具有凸起八边形的形状。高度为400–600mm的容器已被证明是特别符合人体工程学的。这使得操作员在进行手动装载和卸载过程中无需完全弯腰就可达到容器的底部。底部八边形横截面和所述侧壁与八边形盖子的组合确保了特别低的隆起或屈曲及高抗压强度。优选所包装的多晶硅包括块和圆柱形和半圆柱形棒件。在一个实施方案中，包装了块和圆柱形或半圆柱形棒件使得所述半圆柱形棒件或圆柱形棒件(圆棒)的圆边被安置在容器的内表面处。在安置在所述容器内表面处的棒件和所述内表面/内壁之间没有多晶硅也没有块。所述棒件可以其圆边与容器的内壁相接触。在安置在容器内壁处的棒件之间可能已经安置了块状或棒件多晶硅或它们两个。此实施方案提供了最大可能的抗刺穿性，同时避免了所述块的相对移动。有效地防止了有锐边的块与袋子薄膜和/或在容器内壁相接触。薄膜和/或容器内壁的刺穿将导致由外来颗粒和附着灰尘所造成污染的风险。半圆柱形和圆柱形棒件包围着块还确保坚定地固定内向安置的块，使块之间的相对运动被限制，从而防止因冲击粉碎而形成碎末。在一个实施方案中，在各种情况下都将膜厚为100-200μm的双层塑料袋安装在所述容器中。已经发现，在考虑包装成本的情况下，这从抗刺穿性和的可处置性上来讲是一种优化的方案。已经发现在散装容器中更厚的薄膜不易于处置/不能处置，而且不能很好地适合所述块的轮廓，因此增加了刺穿可能性。更薄的薄膜可能会被太快撕裂。在一个实施方案中，安装在所述容器中两个袋子中的一个的开口终止在所述容器侧壁末端的高度处，同时第二个袋子的长度应允许该第二袋子的密封(焊封、滚动/汇接在一起)。应理解的是在另一个实施方案中，两个袋子都有可能突出在所述侧壁末端的高度之上，可以是相同或不同的，其它们都被密封。所述两个袋子中较短的不被密封，这导致较低的复杂性。在一个实施方案中，通过将袋子的开口卷起来并固定而封闭，例如使用胶带。这样封闭的袋子可以被顾客不需要工具就打开且不会污染多晶硅。在另一个实施方案中，所述袋子被焊封。根据本发明方法的上述实施方案的所述特征可以相应地施用于本发明的设备上。反过来，根据本发明设备的上述实施方案的所述特征可相应地施用于本发明方法上。这些以及本发明实施方案的其它特点在附图说明和权利要求中阐述。各个特征可以单独地或以本发明实施方案组合的方式实现。所述特征可进一步描述可用于保护其自身权益的有利的实施。附图简述图1给出了容器的八边形横截面。图2是带有多晶硅的容器示意图，其包括安置在其内的圆棒(圆柱)。图3是带有多晶硅的容器示意图，其包括安置在其内的半圆柱棒件。所用附图标记的列表1块2圆棒3容器4半圆柱棒件下述本发明实施方案涉及如图1所描绘的尺寸a、b、c、d和e。所述容器包括两个长度为b的平行侧壁、两个长度为d的平行侧壁和四个长度为e的对角侧壁。所述长度e可由尺寸a和c计算出来。本发明四个示例性实施方案的横截面的尺寸概述示于表1中。侧壁相互之间尺寸的比例按照其中所列。实施例1的实施方案中，所述容器包括两个尺寸为d的长侧壁，其是与这些侧壁垂直的尺寸为b的侧壁的长度的两倍。因此，d＝2＊b。表1abcde实施例10.510.520.71实施例20.510.751.50.90实施例30.251.50.252.50.35实施例40.750.50.751.51.06连接上述侧壁的尺寸为e的四个对角侧壁短于尺寸b。即，e＝0.71＊b。以类似的方式由表1衍生出侧壁长度比例，例如2-4。所述长度d可达长度b的三倍。所述容器通常有两个d＝1.5–2.5的侧壁、两个b＝0.5-1的侧壁和四个e＝0.35-1.06的侧壁。所述容器已经优选根据标准化学托盘的尺寸进行了调整。托盘的长宽比l1/l2可表述为：l1/l2＝(2a+b)/(2c+d)实施例1-4的每一个都得到长宽比l1/l2＝2/3。这对应于CP5托盘的长宽比。应理解的是也可以使用方形托盘如CP3化学托盘(横截面1140x1140mm)。此时，所述长宽比为l1/l2＝1。表1中所报导的侧长随后要求相应的调整：例如在各种情况下尺寸d都可以减少1。图2显示了块1和圆棒2都已经被安置在容器3中的实施方案。所述圆棒2已经被安置在容器3的底部和侧壁处。所述块1不与容器3的底部和侧壁相接触。图2显示了块1和半圆柱棒件4都已经被安置在容器3中的实施方案。所述半圆柱棒件4已经被安置在容器3的底部和侧壁处。所述块1不与容器3的底部和侧壁相接触。上文对说明性实施方案的描述应被理解为是示例性的。由此所作的公开内容使得本领域技术人员能够理解本发明和与其相关联的优点，并包括对本领域技术人员显而易见的对所述结构和方法的变更和修改。所有这样的变更和修改以及等价物因此应由权利要求书的保护范围涵盖。当前第1页1 2 3