CN111629996B - 对冶金硅进行分级的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对含碳和/或含碳化合物杂质的冶金硅进行分级的方法。所述方法包括以下步骤：a)确定在高达700℃的温度下与氧反应的自由碳比例，b)为用于生产氯硅烷的方法分配所述自由碳比例≤150ppmw的冶金硅和/或为用于生产甲基氯硅烷的方法分配所述自由碳比例＞150ppmw的冶金硅。本发明进一步涉及具有高达2500ppmw的总碳含量的冶金硅用于生产氯硅烷的用途。

Description

对冶金硅进行分级的方法
本发明涉及对含有碳和/或含碳化合物杂质的冶金硅进行分级的方法，并涉及具有高达2500ppmw的总碳含量的冶金硅用于生产氯硅烷的用途。
冶金硅(Simg，“冶金级”硅)或粗硅是通过在电弧炉中在约2000℃的温度下用碳还原二氧化硅以工业规模生产的。Simg的纯度通常约为98％至99％。
Simg是通过Müller-Rochow方法生产甲基氯硅烷的起始材料。甲基氯硅烷特别用于生产硅酮。
它还用作光伏器件中的起始材料。为此，必须将Simg纯化并转化为通常包含小于0.01％的杂质的太阳能硅(Sisg，“太阳能级”硅)。为了实现这一点，使其例如在流化床反应器中与气态氯化氢在300℃至700℃下反应，以提供氯硅烷，特别是三氯硅烷(TCS、HSiCl3)。此后是蒸馏步骤以进一步纯化氯硅烷。如此获得的氯硅烷然后用作用于生产多晶硅(poly-Si)的起始材料。
可通过西门子法以棒的形式生产多晶硅，其中，使元素硅在反应器中从气相沉积至经加热的细丝棒上。
所用的工艺气体通常是TCS和氢气的混合物。或者可以颗粒的形式生产多晶硅。这里，硅粒子借助于流化床反应器中的气流被流化并加热。添加含硅反应气体，例如TCS，使元素硅沉积至热粒子表面上，从而引起粒子直径增大。
多晶硅又是例如通过铸锭法生产多晶Sisg的起始材料。太阳能电池则可由Sisg制造。
上述Simg转化为氯硅烷，例如TCS，可通过基于以下反应方程式的两种方法(参见WO2010/028878A1和WO2016/198264A1)来实现：
(1)Si+3HCl-->SiHCl3+H2+副产物
(2)Si+3SiCl4+2H2-->4SiHCl3+副产物
可形成的副产物包括另外的卤代硅烷，例如一氯硅烷(H3SiCl)、二氯硅烷(H2SiCl2)、四氯化硅(STC、SiCl4)以及二硅烷和低聚硅烷。杂质如烃、有机氯硅烷和金属氯化物也可以是副产物的组分。为了形成高纯度的TCS，因此随后进行蒸馏。
在根据反应(1)的氢氯化中，可通过在流化床反应器中在300℃至700℃下添加氯化氢(HCl)从Simg生产氯硅烷，所述反应以放热方式进行。这通常提供TCS和STC作为主要产物。
在催化剂(例如Cu)的存在下进行根据反应(2)的低温转化(LTC)。LTC可在400℃至700℃的温度下，在Simg存在下，在流化床反应器中进行。
已知多晶硅生产中的碳或含碳杂质导致多晶硅本身和其派生产品的质量降低(对电性质的负面影响)。例如，含碳杂质可能导致由多晶硅生产的硅单晶晶格中的缺陷和/或导致氧沉淀物的加速形成。
因此，在整个多晶硅生产过程中保持尽可能低的碳含量是重要的。
含碳杂质可例如从西门子反应器或流化床反应器的含碳部件引入所述方法中。用于生产过程中的反应物(可含有作为杂质的碳或含碳化合物)代表又一碳源。
含碳杂质的主要成因是用于氯硅烷生产中的反应物Simg、氢气和氯化氢(HCl)。例如，反应气体可含有甲烷、乙烷、一氧化碳和二氧化碳(CO2)。这些化合物可特别来源于回收的氢气和/或HCl。
通常呈微粒形式且纯度为98％至99％的Simg除了含有碳之外，还可含有以下元素：Fe、Ca、Al、Ti、Cu、Mn、Cr、V、Ni、Co、W、Mo、As、Sb、Bi、S、Se、Te、Zr、Ge、Sn、Pb、Zn、Cd、Sr、Ba、Y、Mg、B、P、O和Cl。这些元素中的许多，例如Cu、Al和Fe，显示在氢氯化和LTC中的催化活性，因此它们的存在可能是非常期望的。
Simg通常包含1至2500ppmw的量的碳。通常，碳含量高于300ppmw。该碳可以作为碳化硅(SiC)(无机碳)的结合形式存在。所述碳还可以有机化合物(例如液压油)的形式以及在元素上以同素异形体的形式存在于Simg的表面上。碳特别是在Simg的生产工艺(例如通过电极和还原剂)期间，在粉碎工艺(通过研磨/粉碎设备)中以及在分级工艺(通过筛分/筛粉器设备)中被引入。
存在于Simg中的大部分碳通常呈SiC的形式，并且在氢氯化和LTC中展现出惰性行为(Hesse K.,
Figure GDA0002603104440000031
U.:Survey over the TCS process,Silicon for the ChemicalIndustry VIII 2006,157-166)。在上述方法中，一小部分碳反应以提供甲基氯硅烷。有机杂质可在氢氯化和LTC的条件下反应以提供短链烃和氯代烃。这些副产物中的一些具有与待保留的氯硅烷、特别是TCS相似的沸点，因此仅可通过蒸馏困难地加以分离(Kohno H.,Kuroko T.,Itoh H.,Quality requirements for silicon metal in polysiliconproduction,Silicon for the Chemical Industry II,1994,165-170)。
特别是甲基二氯硅烷(MDCS)和C5馏分的烃(异戊烷、戊-1-烯、戊-2-烯)仅可通过蒸馏以很高的成本分离。通常在由多个蒸馏塔组成的系统中进行分离过程。这同时导致高资金成本和高能量消耗。富集副产物的所得氯硅烷物流的处置代表了又一问题。
从JP2004149351A2已知基于固相上的吸附去除MDCS的方法。此外，EP 2 957543A1公开了基于MDCS转化的方法，所述MDCS难以通过蒸馏分离成更容易分离的甲基三氯硅烷(MTCS)。然而，这些方法包括进一步的额外且昂贵的工艺步骤，因此仅使能量消耗和资本成本非实质性降低。
Rong等描述了旨在区分Simg上或Simg中不同碳物种的方法(Rong等，Analyticalmethod to measure different forms of carbon in silicon,Silicon for theChemical and Solar Industry XI,2012,145-156)。为了确定碳物种，用LECO C-200自动燃烧装置分析Simg的O2反应性总碳含量。还用LECO RC-612自动燃烧装置确定自由碳含量，根据定义，所述自由碳含量是在950℃和600℃温度下与O2反应的碳的比例。其暗示，从Simg开始进行的TCS合成(氢氯化)可导致含碳副产物的形成。然而，迄今为止污染Simg的大部分碳物种在氢氯化反应条件下是惰性的，因此会导致副产物的形成。未建立分析捕获的杂质和副产物的形成之间的联系。导致对自由碳的高估的所选温度范围也是有问题的。
本发明的目的是降低氯硅烷生产中不期望副产物的比例，从而降低用于氯硅烷纯化的成本和能量需求。
这个问题通过对含有碳和/或含碳化合物杂质的Simg进行分级的方法来解决，所述方法包括以下步骤：
a)确定在高达700℃的温度下与O2反应的自由碳比例，和
b)为用于生产氯硅烷的方法分配和/或提供自由碳比例小于或等于150ppmw的Simg，和/或为用于生产甲基氯硅烷的方法分配和/或提供自由碳比例大于150ppmw的Simg。
当将自由碳比例≤80ppmw、优选≤30ppmw、特别优选≤10ppmw的Simg分配给用于生产氯硅烷的方法，和/或将自由碳比例>80ppmw、优选>30ppmw、特别优选>10ppmw的Simg分配给用于生产甲基氯硅烷的方法时，是优选的。
在本发明的上下文中，“自由碳”应理解为意指在高达700℃的温度下与O2反应的待分级的Simg的碳比例，优选使用LECO RC-612自动燃烧装置(也参见DIN 19539)。自由碳通常是有机碳(例如油、脂肪)。
相比之下，“表面碳”应理解为意指存在于Simg的表面上的总碳。这不仅包括自由碳，而且还包括在高于700℃下与O2反应的碳，主要是无机碳，例如SiC。
反过来，术语“总碳”不仅包括自由碳和表面碳，而且还包括存在于Simg内部的碳(主体碳)。
发现特别是在100℃至700℃的温度范围内与O2反应的自由碳比例在氯硅烷生产(特别是通过LTC和氢氯化)的反应条件下不展现出惰性行为，而是导致副产物的形成。这些只可困难地从期望的氯硅烷、特别是TCS中加以分离。相比之下，在高于700℃下与O2反应的无机碳在用于氯硅烷生产的方法中展现出惰性行为。进一步发现自由碳比例与用于生产氯硅烷的方法中形成的含碳副产物的量成比例，使得使用自由碳含量可实现Simg的定性分级。例如，具有小于或等于10ppmw的自由碳比例的Simg获得了质量等级1，因为预计在氯硅烷生产中只有少量副产物(参见表4)。
可选择地，或除了根据步骤a)在700℃下静态确定自由碳比例之外，还可对于360℃至400℃、480℃至550℃和610℃至670℃的温度范围中的至少一个温度范围，以温度分级方式进行所述确定。将在各自温度范围内确定的自由碳比例与在用于生产氯硅烷的方法中形成的各自温度范围的至少一种特征副产物的量相关联。然后可根据该相关性在质量方面评价Simg。为了说明温度范围的自由碳一致性(free carbon consent)，优选横跨100℃至700℃的温度梯度(温度斜坡(ramp)，动态确定)，并绘制自由碳的确定量相对于温度的图(热谱图)。
已认识到，根据在三个温度范围的每一个中确定的自由碳量，可在每种情况下外推出在氯硅烷生产期间形成的至少一种副产物的量。每个温度范围可被分配至少一种副产物，其浓度增加，相应温度范围内确定的自由碳比例越高。可特别基于比较/参考数据进行关联。
优选地，将在360℃至400℃的温度范围内确定的自由碳比例与异戊烷的量相关联，将在480℃至550℃的温度范围内确定的比例与MTCS的量相关联，并且将在610℃至650℃的温度范围内确定的比例与MDCS的量相关联时。
这三种副产物是氯硅烷生产中出现的典型化合物，它们各自具有与期望产物、特别是TCS相似的沸点，因此仅可以极大的成本分离。
然后，还可任选地根据所述相关性将Simg分配给用于生产氯硅烷的不同过程。该分配特别可基于进行例如LTC和氢氯化的优选反应温度。例如，如果对于分级的Simg预计高比例的MDCS(对应于610℃至650℃温度范围内的高自由碳比例)，则可优选将Simg供应给通常在较低温度下进行的氢氯化。
除了选择究竟是否应当向氯硅烷生产供应待处理的Simg之外，因此还可能区分用于氯硅烷生产的不同方法。还有可能外推出预计的副产物量，从而使得有可能优化氯硅烷的纯化。
当用于生产氯硅烷的方法是氢氯化或LTC时，是优选的。
氢氯化优选在280℃至400℃、特别优选320℃至380℃、特别是340℃至360℃的温度范围内进行。LTC优选在350℃至850℃、特别优选400℃至750℃、特别是500℃-700℃的温度范围内进行。
所生产的氯硅烷特别是通式HnSiCl4-n和/或HmCl6-mSi2的氯硅烷，其中n＝1至4且m＝0至4。当氯硅烷选自包括TCS、二氯硅烷、一氯硅烷、Si2Cl6、HSi2Cl5和其混合物的组时，是优选的。当涉及TCS时，是特别优选的。
用于生产甲基氯硅烷的方法优选Müller-Rochow合成，其通常在250℃至350℃的温度和0.1至0.5MPa的压力下进行。当生产的甲基氯硅烷选自包括三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基氯硅烷、MDCS、MTCS和其混合物的组时，是优选的。特别涉及二甲基二氯硅烷。
当用于根据本发明的方法的Simg具有1至1000μm、优选50至500μm、特别优选100至200μm的粒径时，是优选的。
Simg样品的自由碳比例的确定：
确定自由碳比例的结果使得有可能鉴别并因此选择特别有利的Simg起始材料用于氯硅烷、特别是TCS的合成。根据本发明的方法的特别优点在于，它避免了含碳副产物的形成，并且同时使布置在氯硅烷生产下游的蒸馏工艺的负荷降低。特别有利的是，所述方法甚至允许选择被无机碳严重污染的Simg(其在>700℃的温度下与O2反应)用于氯硅烷生产，而没有任何副产物形成增加的危险。因此，例如，如果根据本发明的方法确定自由碳含量仅为150ppmw或更低(参见表4)，则迄今为止仅由于总碳含量过高而被排除在氯硅烷生产之外的Simg批料仍可用于氯硅烷生产。另外，可省去操作监测中总碳含量的确定，即可避免第二种分析仪器，如LECO C-200。还可省去通过提取、之后的NMR和IR光谱对来自Simg表面的含碳化合物的昂贵分析，这是迄今为止常规进行的。
为了确定自由碳含量，优选使用LECO RC-612碳分析仪。利用LECO RC-612，在系统上不可能确定总碳，而仅可确定表面碳。在LECO RC-612中，原则上，加热纯Simg样品(不含添加剂)，且只有设置在Simg粒子表面上的碳在O2流中燃烧，并且所形成的CO2借助于IR测量池(measuring cell)被定量捕获。
在确定表面碳含量(或自由碳含量)期间，在所选测量温度下有反应性的表面碳污染物在O2流中被完全氧化成CO2。O2既用作载气，也用作燃烧气体。借助于集成至分析仪器中的IR流通池，以标准方式确定如此获得的测量气体中的CO2浓度。将结果计算为基于样品质量的表面碳(或自由碳)的质量分数。
分析仪器通常另外装配有用于O2预纯化的单元。该单元在600℃下用氧化铜催化氧化O2中的任何痕量烃，以在与Simg样品接触之前提供CO2，并借助于适合的吸收介质(例如高氯酸镁和氢氧化钠)从O2中完全去除所产生的CO2和存在的任何水。该预纯化允许使用具有>99.5％(O2质量2.5)的纯度的工业O2。用质量为5.0(>99.999％)的更纯O2进行的测试通常不会给出更好的结果。
在预纯化后，将O2引导至水平加热石英管中。石英管形成了对大气开放的系统。通过第一永久预纯化O2吹扫流防止空气的进入。第二预纯化O2流在与第一流相反的方向上被引导并在测量位置通过布置在由石英制成的样品舟皿中的Simg样品。所选测量温度在测量位置占优势，在该温度下将确定Simg样品的表面碳。
在离开石英管后，富集Simg样品的氧化产物的测量气体被引导通过850℃的后燃烧室，然后在氧化铜催化剂上在750℃下完全氧化成CO2。在长度为17.78mm(0.7英寸；高池)和152.4mm(6英寸；低池)的两个流通池中以标准方式通过IR光谱在约2349cm-1处确定测量气体中的CO2含量。在测量气体通过烟道离开分析仪器之前，它通过也用于O2预纯化中的吸收介质被清除CO2和水。对于高池使用碳酸钙标准品且对于低池使用水性甘露醇标准品，进行两个IR池的校准。在测量条件下进行所述池的校准。
通过SPC系统(统计过程控制)，根据空白值方法，由来自一天测量的空白值测量的测量结果计算分析检测极限。偏差导致用户获得警告，从而可引入遵守限定的限制的措施。
为了避免测量误差，优选在纯度等级为7(10 000；根据ISO 14644-1)的层流箱中进行测量程序。层流箱可进一步布置在纯度等级为8(100 000；根据ISO 14644-1)的洁净室中。
LECO RC-612碳分析仪能够在恒定的测量温度(统计测量方法)下，以及在100℃至1100℃范围内以60K*min-1至120K*min-1的限定温度斜坡(动态测量方法)测量表面碳。统计测量特别寻求实现总表面碳的定量确定。动态测量特别寻求实现Simg表面上不同碳物种的定性区分。两种测量方法的测量条件汇总在表1中。
表1
Figure GDA0002603104440000081
碳化合物的降解行为，如例如烃或聚合物的降解行为，通常取决于各种因素，例如氧化剂的存在和浓度(例如通过O2的氧化降解)、热作用(热降解)、光作用(例如通过UV光的光降解)、化学组成(结构、交联度、饱和度、结晶度、配方)以及填料、聚合催化剂、稳定剂、抑制剂和阻燃添加剂的混合物。在动态测量方法中，碳化合物的温度依赖性热氧化降解被用作用于区分Simg表面上碳物种的原理。不同的碳物种产生特征性热谱图谱。通过热谱图区分碳物种的准则是初始温度(热氧化降解的开始)和曲线形状(梯度、位置和最大值的数量)。通过物质或物质类别区分碳物种通常通过与参考热谱图的比较来进行。
在又一方面，本发明提供了用于在流化床反应器中通过含氯化氢的反应气体与含Simg的微粒接触物质的反应来生产氯硅烷、特别是TCS的方法，其中所述Simg预先通过所述分级方法。
本发明进一步提供了用于在流化床反应器中通过含氯化氢的反应气体与含有Simg的微粒接触物质的反应生产氯硅烷、特别是TCS的方法，所述Simg具有高达2500ppmw、优选高达1500ppmw、特别优选高达750ppmw的总碳含量，其中自由碳的比例不超过150ppmw。当用于所述方法的Simg具有400至2500ppmw的总碳含量时，是优选的。
迄今为止，通常尚未将具有如此高总碳含量的Simg批料供应给氯硅烷生产。然而，根据本发明的选择方法使得有可能将此类批料用于氯硅烷生产。这使得有可能降低成本，因为Simg的价格随着纯度的增加而增加。
所述方法优选氢氯化或LTC。
所述方法优选被并入用于生产多晶硅的集成系统中。所述集成系统优选包括以下过程：
-通过根据本发明的方法对Simg进行分级，并将其分配用于生产氯硅烷，
-通过氢氯化或LTC生产氯硅烷，特别是TCS，
-纯化所生产的氯硅烷，以提供半导体质量的TCS氯硅烷，
-优选通过西门子法或造粒法沉积多晶硅。
本发明进一步提供了具有高达2500ppmw、优选高达1500ppmw、特别优选高达750ppmw的总碳含量的Simg用于生产氯硅烷、特别是TCS的用途，其中自由碳的比例不超过150ppmw。
优选采用具有400至2500ppmw的总碳含量的Simg来生产氯硅烷。
实施例
图1以举例方式显示了此类参考热谱图，其中每条曲线对应于被Simg已知的有机聚合纯物质(物种1至5-有机)或典型的无机碳物种(如碳酸盐、碳化物和碳的同素异形体形式)(物种6-无机)污染的样品。虽然有机碳物种的热氧化降解在约250℃至750℃的温度范围内发生，但无机碳化合物的热氧化降解的初始温度为约650℃。IR池中测量的CO2吸收与CO2浓度成正比，并被归一化为1的值(即最高测量值在每种情况下被归一化为1)。
图2显示了在100℃至1000℃的测量范围内来自Simg的10种不同批料(样品1至5、7、9、10至12)的10个样品的热谱图。热谱图显示单峰(例如样品4)和多峰(例如样品9、10)曲线形状。从单峰曲线形状可推断出，特定样品主要被一种含碳物质污染，或者被具有非常相似氧化性质的不同物质(例如相同的物质类别)污染。然而，样品主要显示多峰热谱图，由所述多峰热谱图可推断这些样品被多种氧化性质不同的含碳物质污染。热谱图的积分面积与碳含量成正比。因此，峰值以下的积分面积与特定含碳物质或物质类别的比例成正比。
已发现，在有机碳物种热氧化降解的温度范围内，存在三个特征性温度范围，其中在每种情况下测量的自由碳量与氯硅烷生产中的至少一种副产物相关联：
温度范围1：360℃-400℃
温度范围2：480℃-550℃
温度范围3：610℃-650℃
在样品的热谱图中，无机碳物种在高于>680℃的温度(温度范围4：680℃-1000℃)下显示出类似的分组。
为了确定是否可将对应于温度范围1至3的含碳杂质分配给用于氯硅烷生产的方法中某些副产物的形成，使所研究的Simg批料在氢氯化和LTC中反应以生产TCS。离开测试反应器的气体被完全冷凝，并通过气相色谱进行定量和定性分析。检测到不同浓度的碳化合物(副产物)，如例如异戊烷、MDCS和MTCS。对数据的分析令人惊讶地揭示了所形成的副产物(在类型和浓度方面)与温度范围1至3中出现的信号之间的相关性。
1.TCS生产后冷凝物中异戊烷的含量与温度范围1中含碳杂质(信号下方的区域)的测量比例成正比。
2.TCS生产后冷凝物中MTCS的含量与温度范围2中含碳杂质(信号下方的区域)的测量比例成正比。
3.TCS生产后冷凝物中MDCS的含量与温度范围3中含碳杂质(信号下方的区域)的测量比例成正比。
4.在>680℃(温度范围4)的温度下的动态表面碳测量中获得的信号显示与TCS生产期间副产物的形成无任何关联。这些碳物种在氢氯化和LTC的主要反应条件下是惰性的。
这针对Simg样品4、6、8和12以举例方式显示。
对Simg样品4、6、8和12进行上述测量程序，以确定表面碳(温度100-1000℃)和自由碳(温度100-700℃)。图3显示所获得的热谱图。将CO2吸收报告为绝对值(来自IR测量池的实际测量值)。
使与样品4、6、8和12相关的Simg批料在氢氯化反应中转化，并确定产物冷凝物中异戊烷、MDCS和MTCS的量。在流化床反应器中对四批中的每一批进行氢氯化(参见US4092446，图12)。用氮气吹扫Simg床，直至形成流化床。流化床高度和反应器直径的商值为约5。将流化床的温度调节至约340℃，并通过冷却保持大致恒定。随后添加/计量加入氯化氢和Simg，使得流化床的高度在测试持续时间内保持恒定，并建立3:1(HCl:Simg)反应物的恒定摩尔比。反应器中的压力通常为1巴(105Pa，正压)。在48小时运行时间后，抽取液体样品(冷凝物)。产物气流的可冷凝比例通过冷阱在-40℃下冷凝，并通过气相色谱分析所得液体以确定含碳副产物的量。通过热导率检测器实现检测。在每种情况下将48小时后抽取的两个样品的分析结果用于形成平均值。类似地进行LTC中含碳副产物的分析。
基于用不同Simg批料进行的多次测试的结果以及对通过将它们用于蒸馏纯化相应产物混合物以生产高纯度TCS所产生的成本的估计，在氯硅烷生产质量方面对四种批料(样品4、6、8、12)进行了评价。
获得的结果汇总在表2和3中。
表2
Figure GDA0002603104440000111
表3
Figure GDA0002603104440000112
68ppmw(样品12)的表面碳含量(c(表面C))实际上仅指向含碳副产物形成方面的平均性质。然而，由于根据图3中的热谱图，样品12中的表面碳可归因于高于约700℃的无机范围，因此相应的Simg在TCS生产中仍然仅导致非常低的含碳副产物的形成。这确认了在TCS合成(氢氯化和LTC)的反应条件下，无机碳化合物不转化为破坏性副产物且可被视为惰性。
样品8在热谱图(图3)中展现了温度范围2和3中的强信号，所述信号与MTCS和MDCS的形成相关联。因此，表面碳主要是自由碳。表面碳量为62ppmw的样品8仍在对于TCS合成可接受的范围内(质量等级3)。
样品4展现出在温度范围1中与异戊烷形成相关的非常强的信号，并且这一点通过TCS生产结束时的GC分析得到确认(c(异戊烷)＝57 743ppbw)。总共产生423ppmw的表面碳量。因为这主要是自由碳，因此从中取出样品4的Simg批料产生不充分的总体结果(质量等级5)。因此，此类批料被分配给甲基氯硅烷的生产。应当注意，对于图3中的样品4，副轴(右手侧)是决定性的。样品4和8展现在高于700℃下只有非常低的信号，因此该范围内的碳含量可忽略不计。因此，可进行根据表4的评价(测量范围为100℃至700℃)。
样品6展现7ppmw的非常低的表面碳含量。在100℃至700℃的范围内，样品6的热谱图谱与样品12的热谱图谱相似。预计只有非常低含量的异戊烷、MTCS和MDCS，并且这通过在TCS生产结束时的GC分析来确认。
由于最终只有自由碳(在高达700℃下与O2反应)的含量在氯硅烷生产中形成不期望的副产物方面对Simg的质量起决定作用，因此对于其可用性，在正常操作中也可仅在700℃(静态)下或在100℃至700℃(动态)的温度范围内进行测量。在这些温度下确定的自由碳可用于进行质量等级(参见表4)的分级，其中通常将质量等级5和6的Simg批料通常分配给用于生产甲基氯硅烷的方法。
表4
在高达700℃下的表面碳浓度[ppmw] 质量等级
<10 1
>10-30 2
>30-80 3
>80-150 4
>150-300 5
>300 6
当要对不同副产物的近似量比进行评价时，动态测量是可取的。在高达1000℃和高达700℃下对Simg样品(样品13)的动态测量之间的比较图示示于图4中。

Claims (11)

1.一种对含有碳和/或含碳化合物杂质的冶金硅进行分级的方法，其包括以下步骤：
a)确定在高达700℃的温度下与氧反应的自由碳比例，
b)为用于生产氯硅烷的方法分配所述自由碳比例≤150ppmw的冶金硅和/或
为用于生产甲基氯硅烷的方法分配所述自由碳比例＞150ppmw的冶金硅。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述自由碳比例≤80ppmw的冶金硅分配给用于生产氯硅烷的方法，和/或将所述自由碳比例>80ppmw的冶金硅分配给用于生产甲基氯硅烷的方法。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，可选择地或另外，对于360℃至400℃、480℃至550℃和610℃至670℃的温度范围中的至少一个温度范围，以温度分级方式进行所述自由碳比例的确定，其中将在360℃至400℃的温度范围内确定的自由碳比例与异戊烷的量相关联，将在480℃至550℃的温度范围内确定的自由碳比例与甲基三氯硅烷的量相关联，并且将在610℃至650℃的温度范围内确定的自由碳比例与甲基二氯硅烷的量相关联，并且根据所述相关性在其质量方面评价所述冶金硅。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述相关性将所述冶金硅分配给用于生产氯硅烷的不同方法。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述冶金硅具有1至1000μm的粒径。
6.一种用于生产氯硅烷的方法，其包括以下步骤：
a)确定在高达700℃的温度下与氧反应的冶金硅的自由碳比例，
b)提供所述自由碳比例≤150ppmw的冶金硅，
c)使含有来自步骤b)的冶金硅的微粒接触物质与含氯化氢的反应气体反应。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述冶金硅具有高达2500ppmw的总碳含量。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述冶金硅具有400至2500ppmw的总碳含量。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述用于生产氯硅烷的方法是氢氯化和/或低温转化。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，涉及通式HnSiCl4-n和/或HmCl6-mSi2的氯硅烷，其中n＝1-4且m＝0-4。
11.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述氯硅烷选自包括三氯硅烷、二氯硅烷、一氯硅烷、Si2Cl6、HSi2Cl5和其混合物的组。
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