CN101823717A - 多晶硅的除铁方法 - Google Patents
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Abstract
一种多晶硅的除铁方法,属于多晶硅技术领域。包括的步骤为:将多晶硅粉碎,球磨,筛选得硅粉;将硅粉用有机溶剂去油处理;将硅粉放在酸中浸泡1-48h,再清洗、烘干;酸洗过程中需要加入如Fe、Ti3+、SO3 2-等还原剂。优点在于,实现了简单、成本低、污染少、工艺安全。可得到Fe含量低于100ppm的多晶硅原料,在温和条件下完成提纯,操作简单、成本较低,能够很好地实现低成本生产出满足太阳能多晶硅的要求。
Description
技术领域
本发明属于多晶硅技术领域,特别是提供了一种多晶硅的除铁方法,实现了工艺简单、成本低、污染少。
背景技术
随着地球上化石能源储量的急剧减少,环境问题日趋严峻,人类积极发展既环保又可再生的新型能源。目前,已经进入人类生活中的可再生能源有太阳能、风能等,其中太阳能是人类最重视的一种,这种情况在发达国家能够很好的体现。多晶硅是制备硅太阳能电池、各种硅分立器件和各种硅集成电路的基本原料,是发展太阳能产业和信息微电子产业的战略物资。金属硅中含有大量的金属杂质和非金属杂质,这些杂质严重影响了太阳能电池的效率,不能满足太阳能电池行业所需硅原料的要求,需要将1N-2N的工业多晶硅提纯到6N-7N的太阳能多晶硅和9N-12N电子级的多晶硅。现有对金属硅的提纯方法有物理法和化学方法两类。物理法是采用湿法冶金法、定向凝固、区域提纯和直拉单晶等方法进行有效分离提纯的方法,物理法不改变硅的成分。湿法冶金法可以在常温下进行,运行成本低,设备简单、处理量大,缺点是处理过程中需要使用大量腐蚀性酸,特别是氢氟酸,且还需要通过和别的物理法结合才能生产出合格的太阳能级硅材料。化学方法有西门子法、改良西门子法和硅烷法等。西门子法是将Si和HCl反应生成SiHCl3,将SiHCl3反复蒸馏提纯后通氢气还原出高纯硅。改进西门子法是将西门子法的副产品SiCl4回收。硅烷法是将硅通过化学反应生成SiH4,然后再将SiH4分解为高纯硅。这些化学方法是通过硅成分的变化过程而有效去除硅中金属、硼和磷等各种杂质的,但是成本高、耗电大、设备复杂、还存在污染和爆炸的危险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多晶硅的除铁方法,解决了现有太阳能级多晶硅提纯工艺中铁去除难,工艺流程长,污染大的缺陷,实现了工艺简单、提纯效果好、且成本较低。本发明利用冶金原理,通过一种简单的方法来提纯多晶硅,减少废酸的排放,同时还能除去多晶硅中其他金属杂质,达到降低成本的目的,满足了低成本生产太阳能多晶硅的需要。
为实现上述目的,本发明包括以下步骤:
1)将多晶硅块粉碎,球磨,筛选得硅粉;
2)将硅粉用有机溶剂去油处理;
3)将去油后的硅粉放在酸中浸泡,浸泡时间为1-48小时,再清洗烘干。
其中第一步所述的多晶硅经粉碎,球磨,筛选的硅粉粒度为在50-350目。所述的去油处理可先采用有机溶剂甲苯或三氯乙烯等去油处理后,再依次用丙酮或乙醇进行处理,最后清水洗涤至少3遍。
第三步酸中浸泡(也称作酸洗)所采用的酸可以是盐酸、硫酸、氢氟酸或王水中的一种或多种,通过酸洗可以除去硅粉中的铁等金属杂质。在酸洗过程中的温度最好为20-150℃,酸洗时间最好为1-48h,酸洗过程重复进行1-3次,酸洗可以是在静置、搅拌、振荡或超声的条件下进行,酸洗过程中需要加入Fe、Ti3+、SO3 2-等还原剂。酸浸泡后的硅粉,可采用冷热去离子水反复冲洗至中性,并在40-80℃烘干。
本发明的优点是工艺和目前通用的后续提纯工艺完全兼容,与传统湿法冶金方法相比,减少强腐蚀性污染和硅损失。本发明的有益效果为:可得到Fe含量低于100ppm的多晶硅原料,在温和条件下完成提纯,操作简单、成本较低,能够很好地实现低成本生产出满足太阳能多晶硅的要求。
具体实施方式
实施例1:
将含铁16096ppm的多晶硅块粉碎,球磨,筛选得直径为350目的硅粉,将硅粉依次用有机溶剂三氯乙烯、丙酮和乙醇去油处理,并用冷热去离子水冲洗。将去油后的硅粉放入2M的盐酸中,加入适量Fe粉做还原剂,超声波中进行处理,酸浸时间为4h,温度为60℃,经过酸洗后的硅粉,用去离子水反复清洗至流出的水显中性为止,再将硅粉在60℃下干燥,得到铁含量为132ppm的硅粉。
实施例2:
将含铁16096ppm的多晶硅块粉碎,球磨,筛选得直径为250目的硅粉,将硅粉依次用有机溶剂甲苯、丙酮和乙醇去油处理,并用冷热去离子水冲洗。将去油后的硅粉放入H+为2M的王水中,加入适量Ti2(SO4)3作还原剂,酸浸时间为8h,温度为50℃,进行搅拌浸取,经过酸洗后的硅粉,用去离子水反复清洗至流出的水显中性为止,再将硅粉在50℃下真空干燥,得到铁含量为98ppm的硅粉。
实施例3:
将含铁9287ppm的多晶硅块粉碎,球磨,筛选得直径为150目的硅粉,将硅粉依次用有机溶剂三氯乙烯、丙酮和乙醇去油处理,并用冷热去离子水冲洗。将去油后的硅粉放入2M的硫酸中,加入适量Na2SO3作还原剂,酸浸时间为12h,温度为50℃,进行振荡浸取,经过酸洗后的硅粉,用去离子水反复清洗至流出的水显中性为止,再将硅粉在80℃下真空干燥,得到铁含量为76ppm的硅粉。
实施例4:
将含铁9287ppm的多晶硅块粉碎,球磨,筛选得直径为50目的硅粉,将硅粉依次用有机溶剂甲苯、丙酮和乙醇去油处理,并用冷热去离子水冲洗。将去油后的硅粉放入H+为2M的盐酸和硝酸混酸中,盐酸和硝酸的体积比为3∶1,并加入适量Ti2(SO4)3作还原剂,酸浸时间为24h,温度为60℃,在超声条件下进行浸取。经过混酸浸取后的硅粉,再用0.2M氢氟酸在120℃静置浸取48h,经过两步酸洗后的硅粉,用去离子水反复清洗至流出的水显中性为止,再将硅粉在70℃下真空干燥,得到铁含量为55ppm的硅粉。
Claims (7)
1.一种多晶硅的除铁方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将多晶硅粉碎,球磨,筛选得硅粉;
2)将硅粉用有机溶剂去油处理;
3)将硅粉放在酸中浸泡1-48h,再清洗、烘干。
2.如权利要求1所述的多晶硅除铁方法,其特征在于,将多晶硅粉碎,球磨,筛选后的硅粉粒径为50-350目。
3.如权利要求1所述的多晶硅的除铁方法,其特征在于,所述的去油处理是:先采用有机溶剂甲苯或三氯乙烯去油处理后,再依次用丙酮和乙醇进行处理,最后用水清洗干净。
4.如权利要求1所述的多晶硅除铁方法,其特征在于,所述酸中浸泡采用的酸为盐酸、硫酸、硝酸、王水、氢氟酸中的一种或多种,酸的浓度为0.1-6M,酸的浸泡温度为20-150℃,浸泡过程重复进行1-3次。
5.如权利要求1所述的多晶硅除铁方法,其特征在于,酸中浸泡过程中需要加入还原剂Fe、Ti3+、SO3 2-中的一种。
6.如权利要求1所述的多晶硅除铁方法,其特征在于,酸中浸泡过程是在静置、搅拌、振荡、超声中的任意一种条件下进行的。
7.如权利要求1所述的多晶硅除铁方法,其特征在于,清洗采用冷热去离子水反复冲洗至中性,并在40-80℃烘干。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102390832A (zh) * | 2011-08-18 | 2012-03-28 | 江西赛维Ldk光伏硅科技有限公司 | 一种处理三氯氢硅合成过程产生的废弃硅粉的方法 |
CN107244675A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-10-13 | 江苏大学 | 一种提高三氯氢硅选择性的方法 |
CN109112638A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-01 | 镇江环太硅科技有限公司 | 一种细碎片料回收再利用的方法 |
CN112110466A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-12-22 | 东北大学 | 一种去除粉煤灰及其中间产物中铁杂质的方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1408901A (zh) * | 2001-09-29 | 2003-04-09 | 华中科技大学 | 钢铁酸洗促进剂 |
CN101054178A (zh) * | 2007-06-04 | 2007-10-17 | 厦门大学 | 多晶硅的除硼方法 |
CN101319367A (zh) * | 2008-07-03 | 2008-12-10 | 华南师范大学 | 高温真空预处理制备太阳能级多晶硅的方法 |
CN101362600A (zh) * | 2008-09-11 | 2009-02-11 | 贵阳高新阳光科技有限公司 | 一种湿法冶金除多晶硅中硼的方法 |
CN101671026A (zh) * | 2009-09-29 | 2010-03-17 | 包头市山晟新能源有限责任公司 | 酸洗除杂方法、设备及多晶硅提纯方法、系统 |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1408901A (zh) * | 2001-09-29 | 2003-04-09 | 华中科技大学 | 钢铁酸洗促进剂 |
CN101054178A (zh) * | 2007-06-04 | 2007-10-17 | 厦门大学 | 多晶硅的除硼方法 |
CN101319367A (zh) * | 2008-07-03 | 2008-12-10 | 华南师范大学 | 高温真空预处理制备太阳能级多晶硅的方法 |
CN101362600A (zh) * | 2008-09-11 | 2009-02-11 | 贵阳高新阳光科技有限公司 | 一种湿法冶金除多晶硅中硼的方法 |
CN101671026A (zh) * | 2009-09-29 | 2010-03-17 | 包头市山晟新能源有限责任公司 | 酸洗除杂方法、设备及多晶硅提纯方法、系统 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102390832A (zh) * | 2011-08-18 | 2012-03-28 | 江西赛维Ldk光伏硅科技有限公司 | 一种处理三氯氢硅合成过程产生的废弃硅粉的方法 |
CN102390832B (zh) * | 2011-08-18 | 2013-06-26 | 江西赛维Ldk光伏硅科技有限公司 | 一种处理三氯氢硅合成过程产生的废弃硅粉的方法 |
CN107244675A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-10-13 | 江苏大学 | 一种提高三氯氢硅选择性的方法 |
CN109112638A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-01 | 镇江环太硅科技有限公司 | 一种细碎片料回收再利用的方法 |
CN112110466A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-12-22 | 东北大学 | 一种去除粉煤灰及其中间产物中铁杂质的方法 |
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