[實用新型]將SiO2還原為Si的熔鹽電解裝置

無效

• 申請號: 201020283479.1
• 申請日: 2010-08-06
• 公開（公告）號: CN201809445U
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 馬文會;陳家輝;秦博;楊斌;魏奎先;劉永成;謝克強;周陽;徐寶強;劉大春;陳建云;戴永年
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C25B1/00
• 分類號: C25B1/00;C25B9/00;C01B33/021
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司 53100
• 代理人: 徐玲菊

技術領域

本實用新型涉及一種熔鹽電解裝置，特別是一種熔鹽電解二氧化硅提硅的電解裝置，屬于電化學冶金技術領域。

背景技術

硅是制造半導體和新型復合材料的重要原料。目前硅的工業生產方法普遍采用改良西門子方法。然而該方法卻存在能耗高、污染嚴重的問題，同時用該方法生產的硅產量非常有限，而且生產成本居高不下，導致工廠無法大批量生產硅。另外采用改良西門子法來生產硅，其排放出來的廢物會嚴重污染環境。采用電解法來制硅，又會由于二氧化硅與硅所具有的高電阻特性，從而導致電解難度加大。另外由于還原生成的硅會發生沉積，一旦硅沉積后就會增加其收集和處理的難度。因此目前仍然沒有一種適用于SiO₂還原為Si的熔鹽電解裝置。

發明內容

為解決現有硅生產存在的高污染、高能耗，以及硅電解難度大，易發生硅沉積，且沉積硅收集處理困難等問題，本實用新型提供一種將SiO₂還原為Si的熔鹽電解裝置。

本實用新型通過下列技術方案完成：一種將SiO₂還原為Si的熔鹽電解裝置，包括其內帶空腔、其內壁設有耐火保溫層，耐火保溫層中設電阻絲的殼體，置于殼體內的熔鹽坩鍋，設于殼體上的其上帶通孔的爐蓋，其特征在于熔鹽坩鍋通過導線與殼體外的陽極導線相連，熔鹽坩鍋內設有其上設絕緣蓋、其內設空腔的多孔坩鍋，陰極置于多孔坩鍋內，并通過導線與殼體外的陰極導線相連。以便通電加熱至600℃以上時，加電壓進行電解，并使生成物-Si全部聚集在多孔坩堝內而方便出爐。

所述熔鹽坩鍋內多孔坩鍋外設有參比電極，并通過導線引出殼體外。

所述多孔坩鍋上的絕緣蓋上設有物料加入通孔，以將SiO₂原料通過通孔送入其內的空腔中。

所述爐蓋上的通孔分設為進氣孔、出氣孔、電極插入孔，以便通過進氣孔和出氣孔向空腔內通入惰性氣體，從而保護生成物——Si不被氧化。

所述電極插入孔分設為參比電極導線插入孔、陰極導線插入孔和陽極導線插入。

本實用新型具有下列優點和效果：采用上述方案，克服了制備硅過程中存在電解時間長，能耗高，污染嚴重，硅收集難等問題。而且采用二氧化硅作為原料，熔鹽能直接電解制備出純度比較高的硅。同時電解反應是在惰性氣體保護下進行，能有效防止硅被氧化，且廢氣產生微小。本實用新型設備簡單，反應器以及坩堝都采用價格低廉的石墨作為原料。反應溫度低，能耗低，實為一理想的硅電解裝置。

附圖說明

圖1為本實用新型之結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步描述。

如圖1，本實用新型提供的將SiO₂還原為Si的熔鹽電解裝置，包括其內帶空腔17、其內壁設有耐火保溫層3，耐火保溫層3中設電阻絲2的殼體1，置于殼體1內的熔鹽坩鍋5，設于殼體1上的其上帶通孔的爐蓋7，其中熔鹽坩鍋5通過導線13與殼體1外的陽極導線相連，以用作陽極，熔鹽坩鍋5內設有其上設絕緣蓋14、其內設空腔18的多孔坩鍋15，陰極16置于多孔坩鍋15內，并通過導線與殼體1外的陰極導線相連；所述熔鹽坩鍋5內多孔坩鍋15外設有參比電極4，并通過導線引出殼體外；所述多孔坩鍋15上的絕緣蓋14上設有物料加入通孔，以將SiO₂原料通過通孔送入其內的空腔18中；所述爐蓋7上的通孔分設為進氣孔8、出氣孔11、參比電極4導線插入孔9、陰極導線插入孔10和陽極導線插入孔12。