[發(fā)明專利]高純硅造渣劑的制備工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710241216.0
• 申請(qǐng)日: 2017-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN107055547A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓至成;陳睿;朱興發(fā);李亞逸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州振吳電爐有限公司
• 主分類號(hào): C01B33/037
• 分類號(hào): C01B33/037
• 代理公司: 江陰義海知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)32247
• 代理人: 陳建中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高純硅造渣劑的制備工藝，尤其涉及在冶金法短流程制備太陽能級(jí)多晶硅錠工藝流程中所用造渣劑。

背景技術(shù)

在冶金法短流程制備太陽能級(jí)多晶硅錠工藝流程中需要用到造渣劑。

目前，國(guó)內(nèi)冶金法提煉高純硅所采用的渣系大致有三大類：

（1）Na系，即采用鈉鹽或偏硅酸的渣系造渣；

（2）Ca系，即采用CaO-SiO₂的二元和三元CaO-SiO₂-CaF渣系造渣；

（3）Na系及Ca系兩種渣系復(fù)合使用，即兩種渣系均在精煉中使用。

從對(duì)選渣劑的基本要求來看，可以認(rèn)為選擇Ca系造渣劑較為合理，但用Ca系作為造渣系時(shí)，所采用的原料為冶金石灰，與石英砂并加以CaF₂經(jīng)合理配方后，Si:渣組成按一定比例加入精煉爐內(nèi)脫除Si液內(nèi)雜質(zhì)，這種造渣劑我們簡(jiǎn)稱為“生渣”。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高純硅造渣劑的制備工藝，其能制備適用于冶金法提煉高純硅工藝的造渣劑，且造渣劑的使用效果好。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種高純硅造渣劑的制備工藝，將活性石灰（CaO）、氟石(CaF₂)、硅砂(SiO₂)按適當(dāng)比例投入熔燒爐內(nèi)預(yù)熔，熔燒后得到預(yù)熔渣，該預(yù)熔渣即為高純硅造渣劑。

優(yōu)選的，所述預(yù)熔渣為CaO-SiO₂-CaF₂。

優(yōu)選的，所述預(yù)熔的溫度為1600～1800℃。

優(yōu)選的，所述預(yù)熔的溫度為1800℃。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：

根據(jù)造渣法提純的基本原理可知，熔融硅液中萃取雜質(zhì)的造渣劑應(yīng)滿足以下四點(diǎn)基本要求：

（1）造渣劑與硅的熔體接觸時(shí)互不相溶；

（2）造渣劑的熔點(diǎn)應(yīng)與硅的熔點(diǎn)相似；

（3）造渣劑與硅中雜質(zhì)之間化學(xué)親和力要大于硅和雜質(zhì)之間的化學(xué)親和力。

（4）除以上三點(diǎn)基本原理要求外，還應(yīng)從經(jīng)濟(jì)的角度來看，對(duì)所制作的造渣劑應(yīng)該是不至于使成本提高太多，否則將難以推廣應(yīng)用。此外，造渣劑的制作以及硅的精煉過程中均應(yīng)符合環(huán)保要求，不能產(chǎn)生有害氣體，損害人體健康或嚴(yán)重侵蝕所用爐體中裝著的坩堝的壽命降低。

目前，國(guó)內(nèi)冶金法提煉高純硅所采用的渣系大致有三大類：

（1）Na系，即采用鈉鹽或偏硅酸的渣系造渣；

（2）Ca系，即采用CaO-SiO₂的二元和三元CaO-SiO₂-CaF渣系造渣；

（3）Na系及Ca系兩種渣系復(fù)合使用，即兩種渣系均在精煉中使用。

從對(duì)選渣劑的基本要求來看，可以認(rèn)為選擇Ca系造渣劑較為合理，但用Ca系作為造渣系時(shí)，所采用的原料為冶金石灰，與石英砂并加以CaF₂經(jīng)合理配方后，Si:渣組成按一定比例加入精煉爐內(nèi)脫除Si液內(nèi)雜質(zhì)，這種造渣劑我們簡(jiǎn)稱為“生渣”。

本發(fā)明提供一種高純硅造渣劑的制備工藝，其能制備適用于冶金法提煉高純硅工藝的造渣劑，且造渣劑的使用效果好。

本發(fā)明是將生料制成預(yù)熔渣（即熟渣）用于造渣提煉Si中雜質(zhì)（B、P），本申請(qǐng)運(yùn)用CaO-SiO₂-CaF₂三元系相圖原理并進(jìn)行實(shí)際測(cè)定熔渣的熔點(diǎn)與粘度以后，進(jìn)行合理的配方。所選用的主要原料為“活性石灰”，將這些生料在熔燒爐內(nèi)熔燒后得以預(yù)熔渣（即熟渣）。

用本發(fā)明這種“熟渣”在300Kg級(jí)中頻爐中試驗(yàn)，已取得良好工藝效果，1次選渣，硅:渣=1:1時(shí)，n_β≈74%。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明具體實(shí)施的技術(shù)方案是：

一種高純硅造渣劑的制備工藝，將活性石灰（CaO）、氟石(CaF₂)、硅砂(SiO₂)按適當(dāng)比例投入熔燒爐內(nèi)預(yù)熔，熔燒后得到預(yù)熔渣CaO-SiO₂-CaF₂，該預(yù)熔渣即為高純硅造渣劑。

所述預(yù)熔的溫度為1600～1800℃。

優(yōu)選的，所述預(yù)熔的溫度為1800℃。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。