[發(fā)明專利]一種回收利用金剛線切割硅料副產(chǎn)硅泥的方法裝置和系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810280189.2
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108793169A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 儲晞
• 申請（專利權(quán)）人: 儲晞
• 主分類號: C01B33/037
• 分類號: C01B33/037;C01B33/113;C01B33/107;C01B33/10;C22B7/00;H01M4/38;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 齊云

1.一種回收利用金剛線硅切割所產(chǎn)硅泥的方法，其特征在于：讓分離出液體并干燥后的金剛線切割硅泥顆粒表面的二氧化硅與其內(nèi)部的單質(zhì)硅之間的歧化反應(yīng)生成氧化亞硅排出，使得進一步物理熔解反應(yīng)和鹵化反應(yīng)生成單質(zhì)硅，硅合金以及鹵硅烷成為可能，同時產(chǎn)生氧化亞硅。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的干燥為在230℃無氣體揮發(fā)物，干燥采用的設(shè)備為氣流干燥、噴霧干燥、流化床干燥、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥、紅外干燥、微波干燥、冷凍干燥、沖擊干燥、對撞流干燥、過熱干燥、脈動燃燒干燥、熱泵干燥等之一或組合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的含硅產(chǎn)品為單質(zhì)硅、高純硅、硅合金、氧化亞硅、和鹵素硅烷與有機硅單體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的所述歧化反應(yīng)是在高溫下、真空或惰性氣體中進行，反應(yīng)溫度1200-1800℃，反應(yīng)壓力0.001-100MPa，其它生成單質(zhì)硅、硅合金與鹵硅烷的反應(yīng)與之同時或在此之后進行。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的物理熔解反應(yīng)為除去表面氧化層過程中或之后的硅粉末顆粒的熔化聚集單質(zhì)硅或與其它金屬形成合金；所述物理反應(yīng)是硅本身熔化或與其它金屬形成合金是在高溫下進行。反應(yīng)溫度500-1800℃，反應(yīng)壓力0.001-100MPa。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的化學(xué)反應(yīng)還包括羰基化反應(yīng)利用一氧化碳與硅泥中過渡金屬進行羰基化反應(yīng)除去金屬雜質(zhì)，所述羰基化反應(yīng)是硅中過渡金屬雜質(zhì)與一氧化碳反應(yīng)，是在高溫高壓下進行。反應(yīng)溫度50-240℃，反應(yīng)壓力0.01-100Mpa。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的化學(xué)反應(yīng)還包括去除表面氧化層的單質(zhì)硅硅泥粉末顆粒與鹵素鹵化氫氣化反應(yīng)生成鹵素硅烷(SiHxL₄-x，L＝F，Cl，Br，和I；X＝0、1、2、3、4)和有機硅單體。所述氣化反應(yīng)(硅與鹵素、氫氣，所述鹵素氣體為氟、氯、溴或碘，所述鹵化氫氣體為氟化氫、氯化氫、溴化氫或碘化氫；是在高溫高壓與催化劑共同作用下進行。反應(yīng)溫度200-1400℃，反應(yīng)壓力0.01-100Mpa，所述的單質(zhì)硅是由硅泥經(jīng)過歧化反應(yīng)，經(jīng)過羰基化反應(yīng)后制得、更優(yōu)選的反應(yīng)過程優(yōu)選地為連續(xù)化生產(chǎn)。

8.所述的硅合金是指包含硅元素和至少一種其他金屬的多元合金，包括硅鋁、硅鎂、硅鐵、硅鈣、硅鋰、硅鋇、硅鋁、硅鈦.；是在歧化反應(yīng)后所產(chǎn)單質(zhì)硅與合金元素熔煉獲得，優(yōu)選的，合金元素與硅泥同時加入反應(yīng)器，歧化與熔煉同時進行。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所涉及的過程加熱為電阻熱場加熱，感應(yīng)加熱，微波加熱，直接電極電弧，電子束、等離子加熱，反應(yīng)加熱，燃燒加熱，等方法之一或組合。

10.一種用于實現(xiàn)權(quán)利要求1所述回收利用金剛線硅切割硅泥的方法的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

干燥系統(tǒng)；反應(yīng)器進料系統(tǒng)；加熱系統(tǒng)；反應(yīng)器系統(tǒng)；氧化亞硅收集系統(tǒng)；

單質(zhì)硅或硅合金收集系統(tǒng)；

對于進行與鹵素的氣化反應(yīng)的反應(yīng)器，該反應(yīng)器設(shè)置溫控設(shè)備，優(yōu)選地，所述反應(yīng)器為流化床、稀相氣流床、噴動床，固定床或移動床；將鹵素氣體、鹵化氫氣體或氫氣輸送入反用于進行氣化反應(yīng)的反應(yīng)器；該反應(yīng)器設(shè)置溫控設(shè)備；

優(yōu)選地，所述反應(yīng)器為流化床、稀相氣流床、噴動床，固定床或移動床；

將鹵素氣體、鹵化氫氣體或氫氣輸送入反應(yīng)器的進氣系統(tǒng)；將氣化反應(yīng)產(chǎn)生氣體導(dǎo)出反應(yīng)器并冷凝進行收集的產(chǎn)物收集系統(tǒng)。