多晶硅破碎方法与流程

本发明涉及多晶硅领域，具体地，涉及多晶硅破碎方法。

背景技术：

1、在多晶硅行业中，气相沉积法生产的电子级多晶硅为体积较大的棒状料，供给下游使用需要先破碎成块状，因为电子级多晶硅纯度要求极高，所以杂质污染的控制非常重要，通过多年的多晶硅生产经验，结合文献调查统计，从破碎机理到破碎模式进行逐一分析。多晶硅破碎长久以来一直采用人工使用镶嵌硬质合金或者碳化钨合金袋的破碎锤进行敲碎作业，即使在一些多晶硅技术较先进的国家也一贯采用这种破碎方式，多晶硅作为半导体所使用的基础材料，其纯净程度要求达到9n。所以想要保证硅料洁净必须要求控制破碎过程。

2、目前市场上破碎类别可分为三类，一是人工破碎；二是机械破碎，机械破碎主要有圆锥破碎、辊式破碎、鄂式破碎等；三是新型破碎方式，包括脉冲破碎和热破碎。而且，同一破碎机在相同条件下，粉碎不同料时生产能力是不同的，这说明各种物料的易碎性不同。密度、结构的均匀性、含水率、黏性、裂痕、脆性与物料的强度、硬度皆为物料抵抗粉碎能力的影响因素。所以，物料破碎时采用哪种破碎机，需根据物料的物理机械性质、粒度大小及产量等因素来决定。一般强度大的物料，难以破碎；硬度大的物料，难以粉磨。专利cn111921591a中提出一种材料破碎系统及方法，以解决强力晶体材料破碎方式粒径分布大、粉料多、现有冷爆破碎加工方式容易污染材料的问题，但是其能耗太大，加上还原炉本身的能耗，生产成本会非常高，这必须在工艺上寻求突破。专利cn208244812u中提出一种一体式破碎机，通过自动运输、自动破碎、自动筛分系统将硅块进行破碎筛分，实现了自动化破碎。但以上各专利是采用机械破碎的方法，由于硅料硬度高，设备破碎机构使用寿命短，维护成本增高。

3、因此，多晶硅破碎工艺仍有待改进。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种多晶硅破碎方法，该方法可以使多晶硅获得极大的晶间应力，从而使多晶硅容易破碎，提高多晶硅破碎的产品收率，延长设备破碎机构的使用寿命，并降低维护成本。

2、在本发明的一个方面，本发明提出了一种多晶硅破碎方法。根据本发明的实施例，该方法包括：

3、(1)将多晶硅进行预降温，以便得到预降温后的多晶硅；

4、(2)将所述预降温后的多晶硅进行冷冻，以便得到冷冻后的多晶硅；

5、(3)将所述冷冻后的多晶硅进行加热，以便得到加热后的多晶硅；

6、(4)将所述加热后的多晶硅进行破碎，以便得到破碎后的多晶硅。

7、根据本发明上述实施例的多晶硅破碎方法，由于多晶硅的降温过程需要从表面到中心部分逐渐进行，通过将多晶硅进行预降温，可以使多晶硅从表面到中心部分均提前降至较低的温度，从而确保后续进行冷冻的效果，并缩短多晶硅冷冻完全需要的时间；将多晶硅进行冷冻后再进行加热，多晶硅由于温度变化而产生变形，使其获得极大的晶间应力，利用晶间应力的破坏性使多晶硅容易破碎，并且能够避免大量的碎屑和微粉产生，提高多晶硅破碎的产品收率。由此，本发明的多晶硅破碎方法可以使多晶硅获得极大的晶间应力，从而使多晶硅容易破碎，并提高多晶硅破碎的产品收率。

8、另外，根据本发明上述实施例的多晶硅破碎方法还可以具有如下附加的技术特征：

9、在本发明的一些实施例中，所述加热是采用微波加热的方式进行的。由此，可以使多晶硅最大化地获得晶间应力，从而使多晶硅更容易破碎。

10、在本发明的一些实施例中，所述加热的温度为300℃～350℃，所述加热的时间为3min～7min。由此，可以使多晶硅容易破碎，并提高多晶硅破碎的产品收率。

11、在本发明的一些实施例中，所述预降温的温度为-3℃～-7℃，所述预降温的时间为18min～22min。由此，可以确保后续进行冷冻的效果，并缩短多晶硅冷冻完全需要的时间。

12、在本发明的一些实施例中，所述冷冻的温度为-150℃～-170℃，所述冷冻的时间为28min～32min。由此，可以使多晶硅容易破碎，并提高多晶硅破碎的产品收率。

13、在本发明的一些实施例中，所述冷冻是采用液氮制冷或乙醇制冷的方式进行的。

14、在本发明的一些实施例中，所述冷冻结束时间与所述加热开始时间的间隔不大于20s。由此，可以使多晶硅容易破碎，并提高多晶硅破碎的产品收率。

15、在本发明的一些实施例中，所述多晶硅为棒状，所述多晶硅的长度为300mm～400mm，所述多晶硅的直径为120mm～200mm。

16、在本发明的一些实施例中，所述破碎是采用颚式破碎的方式进行的。

17、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种多晶硅破碎方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多晶硅破碎方法，其特征在于，所述加热是采用微波加热的方式进行的。

3.根据权利要求1或2所述的多晶硅破碎方法，其特征在于，所述加热的温度为300℃～350℃，所述加热的时间为3min～7min。

4.根据权利要求1或2所述的多晶硅破碎方法，其特征在于，所述预降温的温度为-3℃～-7℃，所述预降温的时间为18min～22min。

5.根据权利要求1或2所述的多晶硅破碎方法，其特征在于，所述冷冻的温度为-150℃～-170℃，所述冷冻的时间为28min～32min。

6.根据权利要求1或2所述的多晶硅破碎方法，其特征在于，所述冷冻是采用液氮制冷或乙醇制冷的方式进行的。

7.根据权利要求1或2所述的多晶硅破碎方法，其特征在于，所述冷冻结束时间与所述加热开始时间的间隔不大于20s。

8.根据权利要求1或2所述的多晶硅破碎方法，其特征在于，所述多晶硅为棒状，所述多晶硅的长度为300mm～400mm，所述多晶硅的直径为120mm～200mm。

9.根据权利要求1或2所述的多晶硅破碎方法，其特征在于，所述破碎是采用颚式破碎的方式进行的。

技术总结
本发明公开了一种多晶硅破碎方法，该方法包括：(1)将多晶硅进行预降温，以便得到预降温后的多晶硅；(2)将所述预降温后的多晶硅进行冷冻，以便得到冷冻后的多晶硅；(3)将所述冷冻后的多晶硅进行加热，以便得到加热后的多晶硅；(4)将所述加热后的多晶硅进行破碎，以便得到破碎后的多晶硅。本发明的多晶硅破碎方法可以使多晶硅获得极大的晶间应力，从而使多晶硅容易破碎，提高多晶硅破碎的产品收率，延长设备破碎机构的使用寿命，并降低维护成本。

技术研发人员：闫家强,吴锋,田新,沙南雪,赵春梅,韩秀娟
受保护的技术使用者：江苏鑫华半导体科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14