[發明專利]一種鈉循環法生產太陽能級多晶硅的工藝方法

無效

• 申請號: 201010198097.3
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN102267697A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 劉新林
• 申請（專利權）人: 劉新林
• 主分類號: C01B33/033
• 分類號: C01B33/033;C01D3/02;C01B33/10;C30B29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種生產多晶硅的工藝方法，尤其是一種鈉循環法生產太陽能級多晶硅的工藝方法。

背景技術

由于太陽能具有無與倫比的環保、低碳、取之不盡等優勢及太陽能光伏產業的迅猛發展和新增需求，當前國際上已經形成了開發低成本、低耗太陽能和多晶硅的熱潮，涌現出許多專門生產太陽能級多晶硅的新技術，目前常采用的多晶硅還原法有西門子法、硅烷法、硫化床法等，但是，現有的多晶硅還原法成本高，耗能量大，污染嚴重，增大了生產成本及環境污染。

發明內容

為了解決現有多晶硅還原法存在的問題，本發明提出了一種鈉循環法生產太陽能級多晶硅的工藝方法，該種工藝方法采用化學物理轉化法，生產工藝簡單，無有毒氣體排放，并能夠將產生的副產品有效利用，大大節省了生產成本及能耗，有效促進了太陽能光伏產業的發展。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該一種鈉循環法生產太陽能級多晶硅的工藝方法是：將氟硅酸鈉Na2SiF6放入反應器，以300℃-800℃的溫度加熱分解1-5小時，生成四氟化硅SiF4氣體和副產品氟化鈉NaF，氟化鈉NaF冷卻成為固體后可以賣出；將高純度金屬鈉Na在反應器中，加高溫800℃-1000℃汽化成鈉Na蒸汽；同時使四氟化硅SiF4氣體和高純度鈉Na蒸汽按1∶4反應式量比沿管道進入反應爐，生成高純度硅粉；高純度硅粉進入第一收集器，控制溫度在1000℃-1600℃之間，將粉末狀高純度硅Si高溫熔融成塊，制成多晶硅成品；其它混合氣體進入第二收集器，通過控制溫度在800℃-100℃，使氟化鈉NaF和未反應的鈉Na沉積，再將氟化鈉NaF和鈉Na加熱分離，鈉Na循環使用，氟化鈉NaF作為副產品賣出；其它混合氣體進入第三收集器，降溫到10℃-0℃冷卻，收集剩余的四氟化硅SiF4氣體，加水溶解成氟硅酸H2SiF6溶液賣出；剩余的物質噴淋處理。

本發明的有益效果是：該一種鈉循環法生產太陽能級多晶硅的工藝方法生產工藝簡單，無有毒氣體排放，原料來源廣泛廉價，符合國家循環經濟的概念，并能夠將產生的副產品有效利用，大大節省了生產成本，有效促進了太陽能光伏產業的發展。

附圖說明

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。

附圖1為該一種鈉循環法生產太陽能級多晶硅的工藝方法的工藝流程圖。

具休實施方式

在附圖1中，該一種鈉循環法生產太陽能級多晶硅的工藝方法是：將氟硅酸鈉Na2SiF6放入反應器，以300℃-800℃的溫度加熱分解1-5小時，生成四氟化硅SiF4氣體和副產品氟化鈉NaF，氟化鈉NaF冷卻成為固體后可以賣出；將高純度金屬鈉Na在反應器中，加高溫800℃-1000℃汽化成鈉Na蒸汽；同時使四氟化硅SiF4氣體和高純度鈉Na蒸汽按1∶4反應式量比沿管道進入反應爐，生成高純度硅粉；高純度硅粉進入第一收集器，控制溫度在1000℃-1600℃之間，將粉末狀高純度硅Si高溫熔融成塊，制成多晶硅成品；其它混合氣體進入第二收集器，通過控制溫度在800℃-100℃，使氟化鈉NaF和未反應的鈉Na沉積，再將氟化鈉NaF和鈉Na加熱分離，鈉Na循環使用，氟化鈉NaF作為副產品賣出；其它混合氣體進入第三收集器，降溫到10℃-0℃冷卻，收集剩余的四氟化硅SiF4氣體，加水溶解成氟硅酸H2SiF6溶液賣出；剩余的物質噴淋處理。

生成的硅粉的雜質濃度＜0.02ppm(7N)。

原料氟硅酸鈉Na2SiF6，是磷肥制作過程中的副產品，來源廉價和廣泛；反過程中產生的副產品氟化鈉NaF是優質的化工原料，用于制鋁工業和牙膏生產，氟硅酸H2SiF6溶液可用于金屬電鍍、木材防腐，具有消毒性能，可作啤酒釀造中的消毒劑。