[發明專利]一種適用于工業硅造渣低硼低磷的碳酸鈣的制取方法

在審

• 申請號: 201810653418.0
• 申請日: 2018-06-23
• 公開（公告）號: CN108793216A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 孫坤澤;史蘭慶;吳章榮
• 申請（專利權）人: 新疆中誠硅材料有限公司
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18
• 代理公司: 杭州知瑞知識產權代理有限公司 33271
• 代理人: 巫麗青

本發明涉及硅提純技術，具體涉及一種適用于工業硅造渣低硼低磷的碳酸鈣的制取方法。碳酸鈣作為造渣劑在工業硅除硼中得到廣泛的運用，該工藝所需要的碳酸鈣需要具有低硼低磷的特性，屬于比較特殊的要求。本發明包括以下步驟：（1）采用工業用石灰石作為原料，用鹽酸浸出，生成氯化鈣溶液；（2）得到的氯化鈣溶液經過特別選定的除硼樹脂和除磷樹脂進離子交換，得到的干凈中低硼低磷的氯化鈣溶液；（3）氯化鈣溶液在和碳酸氫銨進行復分解反應，后經過固液分離后；（4）把得到的碳酸鈣進行烘干，得到低硼低磷的碳酸鈣。本發明得到碳酸鈣硼磷很低，可以大大提高工業硅除硼的效率。

技術領域

本發明涉及硅提純技術，特別是涉及一種工業硅除硼所需要的低硼低磷的碳酸鈣的制取技術。

背景技術

能源危機和環境污染的雙重壓力導致世界各個國家對于新能源的探索和研究，人們急需清潔、安全，可持續的新能源。太陽能作為滿足這樣要求的能源，一直都是人們追求的目標。太陽能作為一種清潔能源,得到了世界廣泛重視與支持。人們對太陽能的使用最早是其熱效應的利用，但難以完全滿足現代社會的需要。直到半導體光電效應的發現，太陽能電池的制造，人們找到太陽能新的利用方式。太陽能硅電池的快速發展帶來了巨大的多晶硅需求,冶金法制備太陽能級多晶硅具有低投資,低成本,較短能源收回期,無污染的特點，具有廣闊的發展前景。硅作為太陽能電池的最理想原料，其中的雜質主要有鋁（Al）、鐵（Fe）等金屬雜質和硼（B）、磷（P）、碳（C）等非金屬雜質，而這些雜質元素會降低硅晶粒界面處光生載流子的復合程度，而光生載流子的復合程度又決定了太陽能電池的光電轉換效率，所以有效的去除這些雜質在太陽能電池的應用方面有著至關重要的作用。

而硼（B）磷（P）在工業硅中都屬于比較難去除的元素，目前的技術采用碳酸鈣作為基礎渣系進行除硼作業，工業碳酸鈣中含有較高的硼磷含量，目前高純碳酸鈣沒有對硼磷進行針對處理，造成造渣成本高，產生的廢渣多。

發明內容

為此，需要提供一種適用于工業硅造渣低硼低磷的碳酸鈣的制取方法，該方法首先對碳酸鈣中的進行硼磷的處理，獲得較低的硼磷含量的碳酸鈣，而采用該方法生產出來的碳酸鈣可以快速提高工業硅除硼低效率，具有較大的商業前景。

為實現上述目的，本發明提供了一種適用于工業硅造渣低硼低磷的碳酸鈣的制取方法，包括以下步驟：

1）浸出：配置鹽酸溶液，將石灰石（CaCO₃）緩慢加入配置好的鹽酸溶液內，直到石灰石（CaCO₃）不再溶解為止；反應3個小時以上，得到氯化鈣溶液，反應過程產生的二氧化碳回收處理；

反應公式為：CaCO₃+2HCI===CaCl₂+H₂O+CO₂↑。

2）離子交換：將步驟1）得到的氯化鈣溶液，調整PH值，先進入第一離子樹脂1，得到的溶液再次調整PH值，進入第二離子樹脂2；樹脂飽和后進行再生處理；

3）復分解反應：配置碳酸氫氨溶液，將配置好的碳酸氫氨溶液緩慢加入氯化鈣溶液，氯化鈣溶液在和碳酸氫銨進行復分解反應，反應完成后，采用離心機經過固液分離，并采用去離子水清洗；NH3HCO3+CaCl2——CaCO3+HCl。

4）烘干包裝： 采用工業烘箱，調整烘干溫度，烘干到水分小于1%。

優選的，所述步驟1）中，所述配置好的鹽酸溶液的濃度為10-30%，反應溫度為常溫，所述石灰石為石灰石粉。

優選的，所述步驟2）中，所述第一離子樹脂1溶液的PH值為2-6之間；所述第二離子樹脂2的PH值為5－8之間。

優選的，所述步驟2）中，所述第一離子樹脂采用強酸性陽離子樹脂，第二離子樹脂2采用弱堿性陰離子樹脂。

優選的，所述步驟3）中，碳酸氫銨溶液的濃度為5-20%。