CN101891201B - 一种针对硅粉中残留杂质的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种针对硅粉中残留杂质的处理方法。经回收处理后的硅粉主要应用于太阳能光伏领域；一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其特征在于：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为1％-99.999999％∶99％-0.000001％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为1％-0.00000001％或1％-0.00000001％；处理完毕后的物料，再用纯水冲洗；得到可以作为太阳能级硅原料应用的硅粉。
Description
技术领域
本发明涉及一种针对硅粉中残留杂质的处理方法。经回收处理后的硅粉主要应用于太阳能光伏领域。
背景技术
硅粉中残留杂质的回收处理主要是指硅片生产中出现的各种硅粉中残留杂质的回收处理。硅粉中残留杂质回收的目标是指将硅粉中的杂质去除，使其可作为光伏电池的原材料，从而降低原材料的成本。
太阳能行业中的混合硅粉经常混有各种金属杂质、碳化硅、灰尘泥料、有机杂质。混合硅粉主要来源于硅片生产中的带锯切割工序、打磨工序以及线切割工序。带锯切割工序是指利用带锯将硅锭或硅块的头部和尾部去除，在带锯切割过程中，会产生大量的硅粉；打磨工序是指将硅块进行打磨，在打磨过程中，也会产生大量的硅粉；线切割工序是指通过数千根直径约120-160μm的钢线作切割载体，以硬度仅次于金刚石的碳化硅磨料为主要切削介质，并采用浸润性好、排削能力强且对碳化硅类磨料具有优良的分散特性的聚乙二醇基、丙二醇基或油基悬浮液等切割液，作为碳化硅磨料的分散剂配制成分散均匀、悬浮状态稳定的砂浆，通过钢线在硅棒或硅块表面的快速运动，带动砂浆在硅棒或硅块表面流动，使碳化硅粉磨料与硅棒或硅块均匀持续地发生撞击和摩擦，最终将硅棒或硅块一次性切割成多片表面光滑平整的等径片材。在线切割过程中，会产生大量的硅粉屑，混进砂浆里。这些由于切割或打磨得到的混合硅粉由于切割工艺本身的原因，产生这些硅粉的同时也会产生很多的金属屑、有机硼、有机磷、碳化硅等杂质，成为混合硅粉。因控制失控、包装容器清洗不完全等因素，硅粉中还可能引入灰尘泥料等杂质。从而这些混合硅粉由于混有很多杂质而无法作为太阳能级硅原料使用。
太阳能行业中的硅粉虽然经常混有各种金属杂质、碳化硅、灰尘泥料、有机杂质。但以磷和硼为代表的有机状态的杂质是特别难以消除干净的。因残留较多的硼、磷杂质导致这些硅粉一直无法得到使用。
一般来说含有较多杂质的硅粉经过处理后需要将磷控制在1ppm以下的，硼控制在1ppm以下方可作为太阳能级硅原料使用。但一直以来没有合适的回收技术来将含有较多杂质的硅粉中的磷和/或硼控制在1ppm以下。例如因为没有良好的磷和硼的处理技术，导致多晶硅和单晶硅线切割或带锯切割中落入切割浆料中的硅粉、打磨工序中余留的硅粉始终很难得到有效率的回收利用再返回太阳能制造领域，导致必须使用储藏容器容纳大量无法回收的硅粉，给太阳能硅制造企业带来沉重负担。
需要特别指出的是，有很多技术可以用来降低硅粉中磷和硼杂质的含量，例如常规的纯水漂洗技术也可以比较明显的降低硅粉中磷和硼杂质的含量，但非常遗憾的是在将数个ppm的磷降低为1ppm以下的过程中，或者在将数个ppm的硼降低为1ppm以下的过程中现有技术基本上无能为力。
而仅将大量磷杂质降低为数个ppm的技术显然无法与降低为1ppm以下的技术相题并论，而仅将大量硼杂质降低为数个ppm的技术显然无法与降低为1ppm以下的技术相题并论，因为仅将大量磷杂质降低为数个ppm，或将大量硼杂质降低为数个ppm的技术依然不能满足作为太阳能级硅原料使用的基本要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理，特别是处理硅粉中残留有机杂质，如：有机硼、有机磷等杂质，经回收处理后的硅粉中的硼、磷杂质显著下降，有的处理后的硅粉可以直接用作太阳能级硅原料。
本发明的技术方案为：
一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为1％-99.999999％∶99％-0.000001％。
一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为1％-99.999999％∶99％-0.000001％。
一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为1％-99.999999％∶99％-0.000001％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为1％-0.00000001％或1％-0.00000001％。
一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为10％-99.9999％∶90％-0.0001％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为0.1％-0.0001％或0.1％-0.0001％。
一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为30％-99.9999％∶70％-0.0001％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为0.1％-0.0001％或0.1％-0.0001％。
一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：硅粉中残留杂质还包括碳化硅、金属杂质、尘土泥料、水为代表的高含量的杂质。
一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：能释放活性氧的氧化剂是臭氧或过氧化氢中的任意一种或两种的混合。
一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：能释放活性氧的氧化剂是Fenton试剂。
一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：能释放活性氧的氧化剂是高浓度的氧气。
臭氧或过氧化氢或Fenton试剂或高浓度的氧气都是易分解的不残留新杂质的氧化剂，因为在硅粉回收领域，特别是太阳能级别的硅粉回收领域，任何回收处理过程都以不引进新杂质为好。Fenton试剂也属于高效的氧化剂，主要由二价铁和过氧化氢组成，因太阳能级别的硅粉回收领域通常含有线切割或带切割中混入的铁杂质，因此Fenton试剂中的二价铁并没有额外增加难处理的新杂质。
一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：先将含有残留杂质的硅粉用溶剂配成流体，再采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理。
一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：溶剂采用水或任意一种无机水溶液。
一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：溶剂采用水，在采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理的同时向流体状态的物料体系中施加能量，用以激发产生自由基。
一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：溶剂采用水，在采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理的同时向流体状态的物料体系中施加能量，用以激发产生羟基自由基。
一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：施加能量的方式是：紫外光、太阳光、电加热、电场、超声波以及兆声波中的任意一种。
所述的紫外光是指波长小于或等于400nm的光，采用紫外光可以激发产生羟基自由基。
太阳光中由于含有波长小于或等于400nm的光，所以也可以激发产生羟基自由基，效果没有紫外光照射的效果好。
电场主要指电化学法，硅粉中的残留杂质，在电极上可发生直接电化学反应或是利用电极表面产生强氧化性活性物质发生氧化反应而被转变。前者称为直接电化学转化，后者可称为间接电化学转化。间接电化学转化过程中产生了一些短寿命中间产物包括es(溶剂化子)、羟基自由基·OH、HO2·、O2·等自由基，它们可以降解硅粉中的残留杂质，并且此过程不可逆。
所述的超声波或兆声波主要是指频率大于或等于20000HZ的声波，超声波通常是指频率2×104-2×105HZ的声波，当其声强增达到一定数量时，会对其传播中的媒质产生影响，使媒质的状态、组分、功能和结构发生改变，统称为超声效应。超声与媒质作用的机制可分为热机制、机械机制和空化机制。羟基自由基的产生主要与空化机制有关。在超声空化产生的局部高温、高压环境下，激发氧化剂产生羟基自由基。产生的羟基自由基会进一步的引发有机分子的断链、自由基的转移和氧化还原反应。频率大于2×105HZ的声波一般为称为兆声波，它产生羟基自由基的机理与超声波相同。
作为紫外光、太阳光、电加热、电场、超声波以及兆声波中激发产生自由基是普遍的技术，有很多文章报道了这些动向。而羟基自由基作为自由基中的一种，也是本发明最看重的，因羟基自由基的超强氧化能力，是本发明的优选方案，能明显加快处理磷杂质或硼杂质的速度。
由于施加能量只是为了获得超强氧化能力的羟基自由基，那么获得的具体方式并不应该受限定，本领域技术人员可以去采用包括紫外光、太阳光、电加热、电场、超声波以及兆声波中的任意一种方式。也可以采用其他方式获得超强氧化能力的羟基自由基。
具体施加的能量的功率、时间长短、使用的范围等都可以根据需要处理的物料的种类、数量，以及需要除去杂质的多寡来做适当调整，我们认为没有必要具体限定施加能量的参数。
一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：处理完毕后的物料，再用纯水冲洗；得到可以作为太阳能级硅原料应用的硅粉。
碳化硅杂质的处理因涉及其他技术，不在本发明研究和讨论范围内。去除硅粉中残留杂质中金属杂质已经是目前太阳能行业的现有技术，也不是本发明中难点和重点，本发明的重点是硅粉的混合物中的有机物杂质，特别是去除有机硼、有机磷等杂质。
太阳能行业中的混合硅粉主要来源于硅片生产中的带锯切割工序、打磨工序以及线切割工序，因而经常混有各种金属杂质、碳化硅、灰尘泥料、有机杂质。混合硅粉。特别是线切割工序中碳化硅与硅粉混合在一起，其中间处理过程中因各种技术处理方式不同，导致碳化硅与硅粉之间的比例波动范围非常大。又因为本发明技术中经常引入大量廉价的纯水，这也导致中间处理过程中物料中各成分波动十分巨大。
例如检验某些原料或者中间处理过程的物料中各主要和重要的成分含量如下
表1
| 重量比含量 | 硅粉 | 碳化硅 | 金属杂质 | 磷杂质 | 硼杂质 | 纯水 | 其他成分 |
| 中间物料1 | 5.2％ | 50％ | 100ppm | 28ppm | 2.9ppm | 余量 | 0 |
| 中间物料2 | 15.8％ | 215ppm | 200ppm | 18ppm | 0.9ppm | 余量 | 0 |
| 中间物料3 | 98.2％ | 0 | 0 | 9ppm | 1.3ppm | 余量 | 0 |
| 中间物料4 | 95％ | 0 | 0 | 7.8ppm | 0.88ppm | 余量 | 少量 |
| 中间物料5 | 80％ | 5ppm | 50ppm | 4.5ppm | 0.78ppm | 余量 | 少量 |
| 中间物料6 | 70％ | 1ppm | 40ppm | 35ppm | 0.95ppm | 余量 | 0 |
| 中间物料7 | 30％ | 0 | 20ppm | 6ppm | 4.8ppm | 余量 | 少量 |
| 中间物料8 | 10％ | 0 | 10ppm | 14ppm | 1.7ppm | 余量 | 少量 |
| 中间物料9 | 5％ | 80％ | 0 | 4.5ppm | 0.55ppm | 余量 | 0 |
| 中间物料10 | 1％ | 60％ | 30ppm | 3.8ppm | 0.45ppm | 余量 | 少量 |
| 原料1 | 98.2％ | 0 | 100ppm | 30ppm | 3ppm | 100ppm | 少量 |
| 原料2 | 95％ | 0 | 50ppm | 20ppm | 2ppm | 50ppm | 少量 |
| 原料3 | 90％ | 0 | 40ppm | 10ppm | 1.5ppm | 300ppm | 少量 |
| 原料4 | 80％ | 0 | 20ppm | 8ppm | 1ppm | 2％ | 少量 |
| 原料5 | 70％ | 20％ | 10ppm | 5ppm | 0.8ppm | 5％ | 少量 |
| 原料6 | 50％ | 30％ | 30ppm | 40ppm | 1ppm | 10％ | 少量 |
| 原料7 | 30％ | 50％ | 20ppm | 8ppm | 5ppm | 16％ | 少量 |
| 原料8 | 10％ | 50％ | 25ppm | 15ppm | 1.8ppm | 25％ | 少量 |
| 原料9 | 5％ | 60％ | 40ppm | 5ppm | 0.6ppm | 0 | 少量 |
| 原料10 | 1％ | 80％ | 200ppm | 3ppm | 0.5ppm | 8％ | 少量 |
本发明的突出优点是：长期以来一直难以解决的将硅粉中的磷或硼控制在1ppm以下的技术难题因采用本发明的能释放活性氧的氧化剂技术得到解决。这意味能将混合硅粉处理后能满足作为太阳能级硅原料使用的基本要求。
当然本发明也可以将硅粉中的大量磷或大量硼杂质也降低为数个ppm。
作为一名技术人员，看见采用能释放活性氧的氧化剂的技术提示非常容易联想到的物质就是臭氧、过氧化氢、高浓度的纯氧。而Fenton试剂因含有二价铁和过氧化氢并能快速释放出大量氧，也为人所熟知。臭氧、过氧化氢、高浓度的纯氧、Fenton试剂等的共性就是能释放氧，特别是能释放活性氧。
需要强调的是，在采用能释放活性氧的氧化剂的同时，可以采用施加能量，将臭氧、过氧化氢、高浓度的纯氧、Fenton试剂等在被处理的整体的物料体系中激发出羟基自由基，以便更好的去除有机硼、有机磷。
羟基自由基性质非常活泼，存在的时问时间极其短暂，在溶液中的浓度很低，但因羟基自由基的标准电极电位为2.80V很高，比O3的2.07V、H2O2的1.77V、KMnO4的1.52V的氧化电极电位还高出1V左右。因此，羟基自由基·OH是一种强氧化剂，具有除有机杂质的特效。
因为施加能量激发产生了羟基自由基，可以明显的加快去除有机硼、有机磷的速度，而不施加能量，虽然也可以去除有机硼、有机磷，但速度偏慢。
需要特别指出的是羟基自由基的检测可以采用电子自旋谐振检测，也可以采用其他公开文献提供的方式检测。
自由基，特别是羟基自由基技术有报道用于处理污水，废弃物中的有机杂质，然而在可作为太阳能原料级别使用的硅粉回收领域尚未见报道。羟基自由基技术在处理污水，废弃物中的有机杂质的效果主要体现在将比较高浓度的有机杂质去除80-90％，甚至是去除98％。然而在可作为太阳能原料级别使用的硅粉回收领域，因为要将磷和硼为代表的有机杂质降低至很低，比如是1ppm以下，由于跨技术领域太大，太阳能技术领域的技术人员还是很难将羟基自由基技术从处理污水，废弃物联想转用到太阳能原料级别使用的硅粉回收领域。因为二者在处理杂质的数量级别上相差悬殊，很难有人能想象将羟基自由基技术应用于除杂质要求特别苛刻的太阳能原料级别使用的硅粉回收领域。
本发明采用能释放活性氧的氧化剂来处理硅粉中的残留杂质，可以使硅粉中残留杂质中的有机污染物，如磷酸三甲苯脂TPP，二烷基二硫代磷酸锌ZDDP，和硼化硫代磷酸酯胺盐等有机硼、有机磷的杂质减少。
以处理硅粉中残留杂质的有机硼、有机磷杂质为例：臭氧、过氧化氢、高浓度的纯氧、Fenton试剂等的共性就是能释放氧，特别是能释放活性氧。另外氧化剂在紫外光或太阳光照射下，也能否生成·OH基，·OH基与RH(代表有机硼、有机磷)反应生成水、二氧化碳以及磷酸根PO4 2-，硼酸根BO3 3-等水溶性物质，用纯水冲洗处理后的硅粉，将水溶性杂质去除后，得到可以作为太阳能级硅原料应用的硅粉。
表2本发明提供的不同技术方案的处理效果比较
通过实验结果对比，采用紫外+O3+H2O2、紫外+O3+Fenton试剂、紫外+O3+TiO2试剂的处理效果最好，紫外+O3，紫外+H2O2，超声波，兆声波，电加热，电场与能释放活性氧的氧化剂的处理效果其次，采用太阳光+H2O2+TiO2，太阳光+O3+H2O2的处理效果一般，明显不如紫外照射的效果；单独采用氧化剂的效果为最差，而单独使用氧化剂的效果属Fenton试剂的处理效果最好。表2中处理后的硅粉可以作为太阳能硅原材料使用的衡量标志是：处理后的硅粉中的硼或磷含量控制在1ppm以下。
表3是本发明的部分实验效果：
| 编号为201#的硅粉中杂质含量 | 处理前 | 处理后 |
| P(ppm) | 3.9 | 0.36 |
| B(ppm) | 0.67 | 0.30 |
| 编号为202#的硅粉中杂质含量 | 处理前 | 处理后 |
| P(ppm) | 5.3 | 1.2 |
| B(ppm) | 0.75 | 0.66 |
| 编号为203#的硅粉中杂质含量 | 处理前 | 处理后 |
| P(ppm) | 13.1 | 3.4 |
| B(ppm) | 0.82 | 0.7 |
| 编号为204#的硅粉中杂质含量 | 处理前 | 处理后 |
| P(ppm) | 25.4 | 6.2 |
| B(ppm) | 0.89 | 0.55 |
| 编号为205#的硅粉中杂质含量 | 处理前 | 处理后 |
| P(ppm) | 104.5 | 158.2 |
| B(ppm) | 0.75 | 0.77 |
| 编号为206#的硅粉中杂质含量 | 处理前 | 处理后 |
| P(ppm) | 44.4 | 21.9 |
| B(ppm) | 0.88 | 0.32 |
| 编号为207#的硅粉中杂质含量 | 处理前 | 处理后 |
| P(ppm) | 18.2 | 1.9 |
| B(ppm) | 0.52 | 0.42 |
| 编号为208#的硅粉中杂质含量 | 处理前 | 处理后 |
| P(ppm) | 0.88 | 0.32 |
| B(ppm) | 0.32 | 0.15 |
| 编号为209#的硅粉中杂质含量 | 处理前 | 处理后 |
| P(ppm) | 0.54 | 0.21 |
| B(ppm) | 0.32 | 0.09 |
| 编号为210#的硅粉中杂质含量 | 处理前 | 处理后 |
| P(ppm) | 1.33 | 0.47 |
| B(ppm) | 1.25 | 0.33 |
羟基自由基技术用于太阳能硅粉回收领域、太阳能硅片领域、污水和废弃物的处理的对比如下：
表4
| 污水，废弃物的处理 | 太阳能硅片领域 | 太阳能硅粉回收领域 | |
| 羟基自由基技术 | 因制备太阳能硅片首先要满足硅料中磷或硼控制在1ppm以下，所以由上述硅料制备的太阳能硅片不涉及采用羟基自由基技术用于除磷或硼， | ||
| 羟基自由基技术涉及对象 | 污水，废弃物 | 太阳能硅片，例如太阳能硅片上的油污或斑点 | 太阳能硅粉 |
| 处理效果 | 处理各种难以分解的有机物，将其消除80-90％，甚至是98％的效果已经很满意 | 基本不涉及磷或硼的处理 | 必须能将磷和/或硼控制在1ppm以下。 |
| 重大意义 | 常规 | 常规 | 极其重大，解决了太阳能硅领域中磷和硼难以消除的世界难题。 |
具体实施方式
实施例1、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为1％∶99％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为1％或1％。
实施例2、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为5％∶95％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为0.5％或0.1％。
实施例3、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为10％∶90％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为0.1％。
实施例4、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为30％∶70％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为0.05％或0.05％。
实施例5、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为50％∶50％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为0.01％-或0.01％。
实施例6、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为90％∶10％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为0.005％或0.005％。
实施例7、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为95％∶5％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为0.001％或0.001％。
实施例8、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为99％∶1％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为0.0005％或0.0005％。
实施例9、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为99.9％∶0.1％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为0.0001％或0.0001％。
实施例10、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为99.99％∶0.01％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为0.00001％或0.00001％。
实施例11、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为99.999％∶0.001％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为0.000005％或0.000005％。
实施例12、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为99.9999％∶0.0001％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为0.000001％或0.000001％。
实施例13、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为99.99999％∶0.00001％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为0.0000001％或0.0000001％。
实施例14、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为99.999999％∶0.000001％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为0.00000001％或0.00000001％。
实施例15、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：硅粉中残留杂质还包括碳化硅、金属杂质、尘土泥料、水为代表的高含量的杂质。其余同实施例1-14中的任意一种实施例。
实施例16、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：能释放活性氧的氧化剂是臭氧。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。
实施例17、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：能释放活性氧的氧化剂是过氧化氢。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。
实施例18、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：能释放活性氧的氧化剂是臭氧与过氧化氢的混合，臭氧与过氧化氢的重量比为2∶1。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。
实施例19、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：能释放活性氧的氧化剂是臭氧与过氧化氢的混合，臭氧与过氧化氢的重量比为1∶1。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。
实施例19、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：能释放活性氧的氧化剂是Fenton试剂。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。
实施例20、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：能释放活性氧的氧化剂是高浓度的氧气。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。
实施例21、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：先将含有残留杂质的硅粉用溶剂配成流体，再采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理。其余同实施例1-20中的任意一种实施例。
实施例22、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：溶剂采用水。其余同实施例21。
实施例23、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：溶剂采用双氧水。其余同实施例21。
实施例24、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：溶剂采用水，在采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理的同时向流体状态的物料体系中施加能量，用以激发产生自由基。经过检测发现有羟基自由基存在。其余同实施例21。
实施例25、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：施加能量的方式是紫外光，紫外光的波长小于或等于400nm。其余同实施例24。
实施例26、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：施加能量的方式是太阳光。其余同实施例24。
实施例27、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：施加能量的方式是电加热。其余同实施例24。
实施例28、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：施加能量的方式是电场。其余同实施例24。
实施例29、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：施加能量的方式是超声波，超声波的频率为2×104-2×105HZ。其余同实施例24。
实施例30、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：施加能量的方式是兆声波，兆声波的频率大于2×105HZ。其余同实施例24。
实施例31、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：先将硅粉以适量的水混合，并辅之以超声波震荡，使硅粉充分分散于反应槽内，在其中加入质量百分比浓度约为1％的过氧化氢，然后在反应槽内插入80w的紫外灯，使其生成活性氧，活性氧与硅粉中残留杂质反应生成水溶性杂质，1小时后，杂质完全反应，生成了水溶性杂质；然后用纯水冲洗硅粉中的水溶性杂质；得到可以作为太阳能级硅原料应用的硅粉。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。
实施例32、一种针对硅粉中残留杂质的回收处理方法，其中：先将硅粉以适量的水混合，并辅之以超声波震荡，使硅粉充分分散于反应槽内，在反应槽内安装太阳光光源，开启光源，同时通入臭氧，臭氧的流量大于或等于3g/h，使其生成活性氧，活性氧与硅粉中残留杂质反应生成水溶性杂质，40分钟后杂质完全反应，生成了水溶性杂质；然后用纯水冲洗硅粉中的水溶性杂质；得到可以作为太阳能级硅原料应用的硅粉。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。
实施例33、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：先将硅粉以适量的水混合，使硅粉分散于反应槽内，向反应槽内加入Fenton试剂，并施加超声波作用，快速产生活性氧，活性氧与硅粉中残留杂质反应生成水溶性杂质，30分钟后杂质完全反应，生成了水溶性杂质；然后用纯水冲洗硅粉；得到可以作为太阳能级硅原料应用的硅粉。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。
实施例34、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：先将硅粉以适量的Fenton试剂混合，使硅粉分散于反应槽内，向反应槽内加入质量百分比浓度约为2％的过氧化氢，并施加兆声波作用，快速产生活性氧，活性氧与硅粉中残留杂质反应生成水溶性杂质，40分钟后杂质完全反应，生成了水溶性杂质；然后用纯水冲洗硅粉；得到可以作为太阳能级硅原料应用的硅粉。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。
实施例35、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：先将硅粉以适量的双氧水混合，使硅粉分散于电化学反应槽内，向电化学反应槽内加入质量百分比浓度约为1.5％的过氧化氢，并通入臭氧，臭氧的流量为4g/h，快速产生活性氧，活性氧与硅粉中残留杂质反应生成水溶性杂质，25分钟后杂质完全反应，生成了水溶性杂质；然后用纯水冲洗硅粉；得到可以作为太阳能级硅原料应用的硅粉。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。
实施例36、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：先将硅粉以适量的双氧水混合，使硅粉分散于反应槽内，向反应槽内通入臭氧，臭氧的流量为5g/h，同时对反应槽进行通电加热，温度加热至50℃，快速产生活性氧，活性氧与硅粉中残留杂质反应生成水溶性杂质，35分钟后杂质完全反应，生成了水溶性杂质；然后用纯水冲洗硅粉；得到可以作为太阳能级硅原料应用的硅粉。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。
实施例37、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：处理完毕后的物料，再用纯水冲洗；得到可以作为太阳能级硅原料应用的硅粉。其余同实施例1-36中的任意一种实施例。
实施例38、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：先将硅粉加水分散于反应槽内，向反应槽内通入臭氧，臭氧的流量为50g/h，温度加热至50℃，因臭氧本身具有活性氧的性能，臭氧很容易分解获得氧气，臭氧或其分解的氧气可以作为活性氧与硅粉中残留杂质反应生成水溶性杂质，500分钟后杂质完全反应，生成了水溶性杂质；然后用纯水冲洗水溶性杂质；得到相应的硅粉。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。虽然时间比较长，但也有比较明显的下降趋势。经过检测，未处理的硅粉中磷杂质含量为24ppm，硼杂质含量为6.8ppm，500分钟臭氧处理后，磷杂质含量降低为14ppm，硼杂质含量为3.9ppm。
实施例39、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：先将硅粉加水分散于反应槽内，向反应槽内通入臭氧，臭氧的流量为150g/h，因臭氧本身具有活性氧的性能，臭氧很容易分解获得氧气，臭氧或其分解的氧气可以作为活性氧与硅粉中残留杂质反应生成水溶性杂质，700分钟后杂质完全反应，生成了水溶性杂质；然后用纯水冲洗水溶性杂质；得到相应的硅粉。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。虽然时间比较长，但也有比较明显的下降趋势。经过检测，未处理的硅粉中磷杂质含量为1.2ppm，硼杂质含量为0.8ppm，700分钟臭氧处理后，磷杂质含量降低为0.84ppm，硼杂质含量为0.6ppm。
实施例40、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：先将硅粉加水分散于反应槽内，向反应槽内通入双氧水，双氧水的流量为100g/h，因双氧水本身具有活性氧的性能，双氧水很容易分解获得氧气，双氧水或其分解的氧气可以作为活性氧与硅粉中残留杂质反应生成水溶性杂质，800分钟后杂质完全反应，生成了水溶性杂质；然后用纯水冲洗水溶性杂质；得到相应的硅粉。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。虽然时间比较长，但也有比较明显的下降趋势。经过检测，未处理的硅粉中磷杂质含量为2ppm，硼杂质含量为2.2ppm，800分钟双氧水处理后，磷杂质含量降低为0.5ppm，硼杂质含量为1.2ppm。
实施例41、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：先将硅粉加水分散于反应槽内，向反应槽内通入双氧水，双氧水的流量为200g/h，因双氧水本身具有活性氧的性能，双氧水很容易分解获得氧气，双氧水或其分解的氧气可以作为活性氧与硅粉中残留杂质反应生成水溶性杂质，900分钟后杂质完全反应，生成了水溶性杂质；然后用纯水冲洗水溶性杂质；得到相应的硅粉。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。虽然时间比较长，但也有比较明显的下降趋势。经过检测，未处理的硅粉中磷杂质含量12ppm，硼杂质含量为9.1ppm，900分钟双氧水处理后，磷杂质含量降低为8.4ppm，硼杂质含量为2.5ppm。
实施例42、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：先将硅粉加水分散于反应槽内，向反应槽内通入Fenton试剂，Fenton试剂的流量为30g/h，因Fenton试剂本身具有活性氧的性能，Fenton试剂很容易分解获得氧气，Fenton试剂或其分解的氧气可以作为活性氧与硅粉中残留杂质反应生成水溶性杂质，400分钟后杂质完全反应，生成了水溶性杂质；然后用纯水冲洗水溶性杂质；得到相应的硅粉。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。虽然时间比较长，但也有比较明显的下降趋势。经过检测，未处理的硅粉中磷杂质含量为1.4ppm，硼杂质含量为2.5ppm，400分钟Fenton试剂处理后，磷杂质含量降低为0.8ppm，硼杂质含量为1.0ppm。
实施例43、一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：先将硅粉加水分散于反应槽内，向反应槽内通入医用急救的纯氧，医用急救的纯氧的流量为30g/h，因医用急救的纯氧本身具有活性氧的性能，可以作为活性氧与硅粉中残留杂质反应生成水溶性杂质，400分钟后杂质完全反应，生成了水溶性杂质；然后用纯水冲洗水溶性杂质；得到相应的硅粉。其余同实施例1-15中的任意一种实施例。虽然时间比较长，但也有比较明显的下降趋势。经过检测，未处理的硅粉中磷杂质含量为1.1ppm，硼杂质含量为1.2ppm，400分钟医用急救的纯氧处理后，磷杂质含量降低为0.7ppm，硼杂质含量为0.9ppm。
实施例44、一组针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：在采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理的同时向流体状态的物料体系中施加能量，用以激发产生羟基自由基。施加能量的方式是：紫外光。其余同实施例38-43中任意一种。
实施例45、一组针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：在采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理的同时向流体状态的物料体系中施加能量，用以激发产生羟基自由基。施加能量的方式是：太阳光。其余同实施例38-43中任意一种。
实施例46、一组针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：在采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理的同时向流体状态的物料体系中施加能量，用以激发产生羟基自由基。施加能量的方式是：电加热。其余同实施例38-43中任意一种。
实施例47、一组针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：在采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理的同时向流体状态的物料体系中施加能量，用以激发产生羟基自由基。施加能量的方式是：电场。其余同实施例38-43中任意一种。
实施例48、一组针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：在采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理的同时向流体状态的物料体系中施加能量，用以激发产生羟基自由基。施加能量的方式是：超声波。其余同实施例38-43中任意一种。
实施例49、一组针对硅粉中残留杂质的处理方法，其中：在采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理的同时向流体状态的物料体系中施加能量，用以激发产生羟基自由基。施加能量的方式是：兆声波中的任意一种。其余同实施例38-43中任意一种。
Claims (2)
1.一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其特征在于：采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行除磷或除硼处理；其中硅粉与残留杂质的重量配比为1％-99.999999％∶99％-0.000001％，其中处理前的残留杂质中折算为磷元素或硼元素的磷杂质或硼杂质的含量分别为1％-0.00000001％或1％-0.00000001％；
硅粉中残留杂质还包括碳化硅、金属杂质、尘土泥料、水为代表的高含量的杂质；先将含有残留杂质的硅粉用溶剂配成流体，再采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理；溶剂采用水或双氧水；在采用能释放活性氧的氧化剂对硅粉中残留杂质进行处理的同时向流体状态的物料体系中施加能量，用以激发产生自由基；施加能量的方式是：紫外光、太阳光、电加热、电场、超声波以及兆声波中的任意一种。
2.如权利要求1所述的一种针对硅粉中残留杂质的处理方法，其特征在于：处理完毕后的物料，再用纯水冲洗；得到可以作为太阳能级硅原料应用的硅粉。
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