[發明專利]一種電磁分離鋁硅合金熔液制備多晶硅的方法與裝置

有效

• 申請號: 201210419065.0
• 申請日: 2012-10-27
• 公開（公告）號: CN102874816A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 李廷舉;王同敏;曹志強;盧一平;接金川;孫金玲;王海偉
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C01B33/037
• 分類號: C01B33/037
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李寶元

1.一種電磁分離鋁硅合金熔液制備多晶硅的方法，其特征包括以下步驟：

（a）將冶金級硅粉碎成粉末后用酒精清洗，合金中Al純度在98%以上；

（b）在中頻感應線圈（1）內設置線圈內坩堝（2），將所配制的Al-Si合金（3）在線圈內坩堝（2）內充分熔化，在熔化Al-Si合金（3）的同時，打開加熱爐（5），使加熱爐內的爐內坩堝（4）溫度緩慢預熱至Al—Si合金液相線，將完全熔化Al-Si合金（3）在液相線上保溫20分鐘后澆注到爐內坩堝（4）內，關閉加熱爐（5）；當爐內坩堝（4）中Al-Si合金溫度降至液相線以下1~30℃時，用牽引裝置（9）將爐內坩堝（4）快速的牽引到磁場發生器（7）中，通過冷卻水流量（6）控制Al-Si合金鑄錠（8）的凝固速度；

（c）當Al-Si合金鑄錠完全凝固后，用牽引裝置（9）將成品鑄錠快速抽離，然后采用機械加工的方法收集Al-Si合金鑄錠（8）外圍的初生硅，并且保留中間的Al-Si合金；將收集的初生硅粉碎到200μm以下酸洗，酸的濃度為0.1~100wt%，酸與硅的質量比例在0.1~300%；酸洗后用去離子水漂洗并烘干，即獲得高純度的多晶硅。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：坩堝由石英陶瓷材料或耐火材料制成。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：熔化和保溫Al-Si合金時，在大氣壓下進行，當Si的比重高于34%時，在真空條件下進行。

4.根據權利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：酸洗時，溫度8~100℃，酸洗時間為0.1~150小時。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：所述的酸為鹽酸、氫氟酸或王水。

6.一種電磁分離鋁硅合金熔液制備多晶硅的裝置，其特征在于，該裝置分為三部分：加熱熔化裝置、冷卻磁化裝置和牽引裝置，加熱部分由中頻感應加熱線圈和線圈內坩堝組成，線圈內坩堝位于中頻感應加熱線圈內，通過中頻感應加熱線圈的加熱使在線圈內坩堝內的Al-Si合金充分熔化；冷卻磁化部分包括加熱爐、爐內坩堝、冷卻線圈、磁場發生器和石棉保溫材料；爐內坩堝兩側是加熱爐，加熱爐、磁場發生器和冷卻線圈自上而下設置，石棉保溫材料包覆磁場發生器和冷卻線圈；牽引裝置設置在Al-Si合金鑄錠的下方。