[發明專利]一種采用熔鹽電解制取硅的方法

有效

• 申請號: 201110362133.X
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN103103552A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 盧世剛;丁海洋;楊娟玉;張向軍;闞素榮
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C25B1/00
• 分類號: C25B1/00;C01B33/02
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 程鳳儒

1.一種采用熔鹽電解制取硅的熔鹽體系，其特征在于：該熔鹽體系組成為(x)A(y)AlF₃(z)SiO₂，其中x為A的摩爾百分比含量，y為AlF₃的摩爾百分比含量，z為SiO₂的摩爾百分比含量，x為25～77％，y為22～50％，z為1～25％；A由KF、NaF、K₂SiF₆、Na₂SiF₆、Al₂O₃、MgF₂、CaF₂、KCl、NaCl、MgCl₂、CaCl₂、LiCl、LiF、BaF₂的單一或多種鹽組成。

2.一種采用熔鹽電解制取硅的熔鹽體系，其特征在于：該熔鹽體系組成為(x)A(y)AlF₃(z)SiO₂，其中x為A的摩爾百分比含量，y為AlF₃的摩爾百分比含量，z為SiO₂的摩爾百分比含量，x為25～99％，y為0～50％，z為1～25％；A由KF、NaF、K₂SiF₆、Na₂SiF₆、Al₂O₃、MgF₂、CaF₂、KCl、NaCl、MgCl₂、CaCl₂、LiCl、LiF、BaF₂的單一或多種鹽組成。

3.一種采用熔鹽電解制取硅的方法，其特征在于：采用權利要求1或權利要求2所述的熔鹽體系作為熔鹽電解的熔鹽體系，電解過程陰極采用碳、Si或金屬作為陰極材料，陽極采用碳或惰性陽極材料；電解溫度為500℃～1500℃；陰極和陽極的極距為0.1～45cm；采用控制電流的方法進行電解，電解電流密度控制在0.01～5A/cm²；或采用控制電壓的方法進行電解，采用控制槽電壓0.1～30V或者控制陰極電極電位+3～-3V(vs.Pt)來進行電解。

4.根據權利要求3所述的采用熔鹽電解制取硅的方法，其特征在于：采用碳作為陰極材料，碳采用粉末壓結材料、顆粒狀材料或塊狀材料。

5.根據權利要求3所述的采用熔鹽電解制取硅的方法，其特征在于：采用碳作為陰極材料，碳采用顆粒狀或塊狀石墨材料、顆粒狀或塊狀活性炭材料、或者是顆粒狀或塊狀碳纖維材料。

6.根據權利要求3所述的采用熔鹽電解制取硅的方法，其特征在于：采用Si作為陰極材料，硅陰極可以采用板狀、塊狀或粒狀的單晶硅，硅陰極也可以采用板狀、塊狀或粒狀的多晶硅。

7.根據權利要求3所述的采用熔鹽電解制取硅的方法，其特征在于：熔鹽體系(x)A(y)AlF₃(z)SiO₂中的SiO₂是采用在電解過程中的電解溫度為500℃～1500℃直接將SiO₂溶于熔鹽體系中。

8.根據權利要求3所述的采用熔鹽電解制取硅的方法，其特征在于：電解所得到的硅為硅顆粒、硅線和硅管的多種形貌中的一種或幾種，其中硅的尺寸范圍為1nm～1000μm。

9.權利要求3所述的采用熔鹽電解制取硅的方法的應用，其特征在于：該方法可用于鋁電解及其他金屬電解中熔鹽中雜質硅的去除。