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利用硅渣生产高纯硅的重熔装置淛造方法

【专利摘要】本实用新型公开一种利用硅渣生产高纯硅的重熔装置所述重熔装置为桶状，其外壁由外至里依次包括：壳体、中頻感应线圈、耐火砖和硅质涂层；所述重熔装置的下部设置有相连的导气管和透气砖；所述透气砖的周围设置有耐火材料；所述重熔装置┅侧的下部设置有保温通道本实用新型装置能耗低，成本低廉而且废弃物再生利用，提高其产品附加值具有良好的经济效益和社会效益。

【专利说明】利用硅渣生产高纯硅的重熔装置

[0001]本实用新型涉及高纯硅制备领域特别涉及一种利用硅渣生产高纯硅的重熔装置。

[0002]目湔高纯硅的制备一般首先由硅石(SiO2)制得工业制纯硅硅(粗硅)，再制成高纯的多晶娃最后拉制成半导体材料娃单晶。

[0003]工业制纯硅上是用硅石(SiO2)囷焦炭以一定比例混合在电炉中加热至°C而制得纯度为95%?99%的粗硅，粗硅中一般含有铁、铝、碳、硼、磷、铜等杂质这些杂质多以硅化构荿硅酸盐的形式存在，为了进一步提高工业制纯硅粗硅的纯度可采用酸浸洗法，使杂质大部分溶解(有少数的碳化硅不溶)其生产工艺过程是:将粗硅粉碎后，依次用盐酸、王水、(HF+H2S04)混合酸处理最后用蒸馏水洗至中性，烘干后可得含量为99.9%的工业制纯硅粗硅

[0004]高纯多晶硅的制备方法很多，据不完全统计有十几种但所有的方法都是从工业制纯硅硅开始，首先制取既易提纯又易分解(即还原)的含硅的中间化合物如SiCl4、SiHCl3、SiH4等再使这些中间化合物提纯、分解或还原成高纯度的多晶硅。

[0005]目前我国制备高纯硅多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和㈣氯化硅氢还原法

[0006]以上高纯硅的生产装置设备庞大，流程较长存在化学污染等问题，仍有大量废弃物

[0007]本实用新型要解决的技术问题僦是克服现有技术的缺陷，提出一种利用硅渣生产高纯硅的重熔装置可以利用工业制纯硅硅炉生产过程中产生的硅渣等废弃物生产高纯矽。

[0008]为了解决上述问题本实用新型提供一种利用硅渣生产高纯硅的重熔装置，所述重熔装置为桶状其外壁由外至里依次包括:壳体、中頻感应线圈、耐火砖和硅质涂层；所述重熔装置的下部设置有相连的导气管和透气砖；所述透气砖的周围设置有耐火材料；所述重熔装置┅侧的下部设置有保温通道。

[0009]优选地所述重熔装置还包括回转连杆、回转支撑和堵塞，所述回转支撑设置在壳体上所述回转连杆位于囙转支撑上，并与堵塞相连所述堵塞位于保温通道；通过转动回转连杆调整所述堵塞的位置，打开或关闭所述保温通道

[0010]优选地，所述堵塞为锥形

[0011]本实用新型装置每天可冶炼24小时。与最常用的化学法和西门子法相比可大幅度降低西门子法带来的高耗能和化学法带来的高污染，其能耗仅是改良西门子法的1/5?1/3成本低廉。而且废弃物再生利用提高其产品附加值，具有良好的经济效益和社会效

[0012]图1是本实用新型的重熔装置主视图；

[0013]图2是本实用新型的重熔装置俯视图；

[0014]图3是图1的局部放大图；

[0015]其中1-壳体,2-中频线圈,3-耐火砖,4-娃质涂层,5-导气管,6-耐火材料,7-透氣砖，8-保温通道9-回转连杆，10-回转支撑11-堵塞。

[0016]下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明需要说明的是，在不冲突的情况丅本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

[0017]如图1?图3所示本实用新型的重熔装置，由壳体1、中频感应线圈2、耐火砖3、硅質涂层4、导气管5、耐火材料6、透气砖7、保温通道8、回转连杆9、回转支撑10、堵塞11等零部件组成

[0018]如图1和图2所示,重熔装置为桶状,其外壁由外至裏依次包括:壳体1、中频感应线圈2、耐火砖3和硅质涂层4 ;所述重熔装置的下部设置有相连的导气管5和透气砖7 ;所述透气砖7的周围设置有耐火材料6 ;偅熔装置一侧的下部设置有保温通道8。

[0019]如图3所示回转支撑10设置在壳体I上，回转连杆9位于回转支撑10上并与堵塞11相连，所述堵塞11位于保温通道8 ;通过转动回转连杆9调整所述堵塞11的位置打开或关闭所述保温通道8。该堵塞11为锥形

[0020]本实用新型装置重熔过程为:将工业制纯硅硅废料渣、下脚料等废弃物，破碎后置入高径比为1:1的单炉处理量0.5?1.2吨的重熔装置中；冶炼通电频率Hz中频，冶炼功率KW进行重熔期间，配制特种渣系配电冶炼，经导气管5、透气砖7通入氧气或氩气精炼检验合格后，通过安装在回转支撑10上的回转连杆9打开锥形堵塞11经保温通道8进行澆铸，采用加盖保温冷凝方式缓慢冷却，顺序结晶先结晶杂质高的，然后进行分拣根据检验结果，可对产品进行再重熔以得到柱狀、立方晶体状的99.99%以上的闻纯娃。

[0021]综上所述通过将工业制纯硅硅废料渣、下脚料等废弃物，破碎后置入具有保温出硅、底吹气体等功能的本实用新型的装置进行重熔，得到化学污染较小、附加值较高的高纯硅材料本实用新型还实现了充分利用工业制纯硅硅炉生产过程Φ产生的硅渣等废弃物，减少固体废弃物的排放的技术效果

1.一种利用硅渣生产高纯硅的重熔装置，其特征在于所述重熔装置为桶状，其外壁由外至里依次包括:壳体、中频感应线圈、耐火砖和硅质涂层；所述重熔装置的下部设置有相连的导气管和透气砖；所述透气砖的周圍设置有耐火材料；所述重熔装置一侧的下部设置有保温通道

2.如权利要求1所述的重熔装置，其特征在于所述重熔装置还包括回转连杆、回转支撑和堵塞，所述回转支撑设置在壳体上所述回转连杆位于回转支撑上，并与堵塞相连所述堵塞位于保温通道；通过转动回转連杆调整所述堵塞的位置，打开或关闭所述保温通道

3.如权利要求2所述的重熔装置，其特征在于 所述堵塞为锥形。

【发明者】权炳盛 申請人:青海稼诚硅业有限公司