[發明專利]一種回收硅粉的提純方法及裝置

在審

• 申請號: 202211047741.6
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115403047A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 章金兵;胡動力;周小英
• 申請（專利權）人: 浙大寧波理工學院
• 主分類號: C01B33/037
• 分類號: C01B33/037
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 李迎春

1.一種回收硅粉的提純方法，其特征在于：包括以下步驟：

提供鑄錠爐(1)、上層坩堝(2)以及與所述上層坩堝(2)底部相連接的收集裝置(3)，所述上層坩堝(2)以及所述收集裝置(3)置于所述鑄錠爐(1)內，所述上層坩堝(2)底部設置有若干過濾孔(21)，所述上層坩堝(2)底部、側壁鋪設塊狀硅料(61)從而形成一凹形結構，所述凹型結構上部鋪設回收硅粉(62)，所述回收硅粉(62)頂部鋪設塊狀和/或碎片狀硅料(63)，所述上層坩堝(2)底部鋪設的所述塊狀硅料(61)為含雜質硅塊料；

打開所述鑄錠爐(1)開始加熱后，所述上層坩堝(2)側壁的所述塊狀硅料(61)以及所述上層坩堝(2)頂部的塊狀和/或碎片狀硅料(63)受熱先熔化為高溫硅液，從而熔化所述回收硅粉(62)，所述含雜質硅塊料受到上層熱量熔化，熔化后的高溫硅液從所述過濾孔(21)流至所述收集裝置(3)，進行定向凝固長晶，之后進行退火冷卻，得到提純料，完成回收硅粉(62)的提純。

2.根據權利要求1所述回收硅粉的提純方法，其特征在于：所述過濾孔(21)的形狀為長方形或橢圓形或其他非中心對稱結構。

3.根據權利要求2所述回收硅粉的提純方法，其特征在于：所述過濾孔(21)為長方形時，長寬比為2:1；所述過濾孔(21)為橢圓形時，長軸與短軸長度比為2:1。

4.根據權利要求3所述回收硅粉的提純方法，其特征在于：所述過濾孔(21)為長方形時，長為5-15mm，寬為2.5-7.5mm；所述過濾孔(21)為橢圓形時，長軸為5-15mm，短軸為2.5-7.5mm。

5.根據權利要求1所述回收硅粉的提純方法，其特征在于：所述上層坩堝(2)底部設置有一石墨墊板(4)，且所述石墨墊板(4)上設置有與所述過濾孔(21)位置相對應且孔徑大小相同的開孔；所述上層坩堝(2)頂部設置有蓋板(5)。

6.根據權利要求1所述回收硅粉的提純方法，其特征在于：所述含雜質硅塊料為多晶硅錠的頭尾料和/或邊皮料；所述含雜質硅塊料的雜質為氮化硅和碳化硅。

7.根據權利要求1所述回收硅粉的提純方法，其特征在于：所述上層坩堝(2)的加熱溫度為1400-1600℃。

8.根據權利要求1所述回收硅粉的提純方法，其特征在于：所述定向凝固長晶的溫度為1410-1430℃，時間為15-30小時。

9.根據權利要求1所述回收硅粉的提純方法，其特征在于：所述退火冷卻的條件為：待定向凝固長晶結束后，將收集裝置(3)內的溫度降至900℃，進行保溫退火2小時，接著隨爐冷卻至25-300℃，得到提純料。

10.一種回收硅粉的制備裝置，其特征在于，所述制備裝置包括上層坩堝(2)以及收集裝置(3)，所述上層坩堝(2)底部與所述收集裝置(3)的頂部連接，所述上層坩堝(2)的底部設置有間隔分布的濾孔，使得所述濾孔濾下的濾液能夠直接從所述上層坩堝(2)的底部流入所述收集裝置(3)內，所述濾孔為非中心對稱結構。