[發明專利]二氧化硅生產高純度硅的方法

在審

• 申請號: 201680053414.8
• 申請日: 2016-08-08
• 公開（公告）號: CN108025917A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 阿里·沙弗迪;皮埃爾·卡賓
• 申請（專利權）人: 派洛珍尼西斯加拿大公司
• 主分類號: C01B33/025
• 分類號: C01B33/025;C01B33/023;F27B3/08;C30B29/06
• 代理公司: 北京鍾維聯合知識產權代理有限公司 11579
• 代理人: 羅銀燕

1.用于由二氧化硅生產硅的設備，包括適于在其中接收給料的真空電弧爐、用于在所述爐中提供真空的真空系統，其中在所述爐中產生的等離子弧適于提供能量以將二氧化硅還原成硅。

2.如權利要求1所述的設備，其中諸如石英的含二氧化硅的材料和諸如碳的還原劑的混合物適于被供給至所述爐。

3.如權利要求1和2中任一項所述的設備，其中所述爐適于在真空條件、例如<100kPa且更典型地<1000Pa下操作。

4.如權利要求1至3中任一項所述的設備，其中所述爐中的等離子弧適于在真空下從硅相揮發雜質并且提供熱量以在精制過程中將所述硅保持為熔融相。

5.如權利要求4所述的設備，其中所述真空適于在低溫如1400-2000℃下揮發雜質。

6.如權利要求1至5中任一項所述的設備，其中所述給料經由至少一個給料端口被供給至所述爐，提供坩堝來接收所述給料。

7.如權利要求6所述的設備，其中所述給料適于在所述坩堝中堆積。

8.如權利要求6至7中任一項所述的設備，其中所述坩堝由低導電石墨制成。

9.如權利要求1至8中任一項所述的設備，其中提供至少一個電極以將電流運送至例如在所述坩堝的底部處提供的導電板。

10.如權利要求9所述的設備，其中所述導電板由高導電石墨制成。

11.如權利要求9至10中任一項所述的設備，其中所述電極是中空的，以允許將惰性或反應性的電弧穩定氣體引入所述爐中。

12.如權利要求11所述的設備，其中所述電極是中空的，以允許引入揮發性化學試劑，以與雜質反應或增強雜質從熔體的揮發速率。

13.如權利要求9至12中任一項所述的設備，其中所述電極例如由石墨制成。

14.如權利要求9至13中任一項所述的設備，其中所述電極是可移動的。

15.如權利要求9至14中任一項所述的設備，其中所述電弧適于在所述方法開始時于所述電極與所述導電板之間直接形成，此后產生硅熔體，即，含硅的熔體。

16.如權利要求15所述的設備，其中提供出口以從所述爐周期地流出液體形式的熔體。

17.如權利要求1至16中任一項所述的設備，其中所述爐環境適于通過如下來控制：經由氣體注入端口將各種氣體引入所述爐中以帶走揮發的雜質和氣體副產物并且部分地氧化一氧化物氣體物質，例如CO(g)和SiO(g)。

18.如權利要求9至16中任一項所述的設備，其中所述電極適于通過移動系統來移位以控制電壓。

19.如權利要求9至16中任一項所述的設備，其中所述電極適于通過移動系統來移位以控制電壓，所述電極與爐的主體由電絕緣材料電絕緣，所述電絕緣材料例如可機加工的陶瓷，如

20.如權利要求1至19中任一項所述的設備，其中，為了限制來自所述爐的熱損失，所述坩堝的壁由低導熱耐火材料隔絕。