DE102010039754B4 - Method for determining the concentration of particulate matter in bulk silicon materials - Google Patents
Method for determining the concentration of particulate matter in bulk silicon materials Download PDFInfo
- Publication number
- DE102010039754B4 DE102010039754B4 DE201010039754 DE102010039754A DE102010039754B4 DE 102010039754 B4 DE102010039754 B4 DE 102010039754B4 DE 201010039754 DE201010039754 DE 201010039754 DE 102010039754 A DE102010039754 A DE 102010039754A DE 102010039754 B4 DE102010039754 B4 DE 102010039754B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- dust
- concentration
- particulate matter
- fluid
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 title 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 63
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 33
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000010437 gem Substances 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 229920000426 Microplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 229910001751 gemstone Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N2015/0096—Investigating consistence of powders, dustability, dustiness
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Verfahren zur Bestimmung der Konzentration an Feinstaub in Silicium-Schüttgütern, wobei eine Produktprobe des Silicium-Schüttguts in ein Sieb vorgelegt wird, die Feinstaubpartikel mittels eines Fluids vom Schüttgut vollständig abgetrennt werden und durch das Sieb gelangen, mit dem Fluid eine Suspension bilden und die Suspension mit den abgelösten Feinstaubpartikeln kontinuierlich mittels einer Pumpe zu einem Partikelmessgerät gefördert, dort vermessen und anschließend zur Probe zurückgeführt wird.Method for determining the concentration of fine dust in silicon bulk materials, wherein a product sample of the silicon bulk material is placed in a sieve, the particulate matter are completely separated by a fluid from the bulk material and pass through the sieve, form a suspension with the fluid and the suspension continuously conveyed with the detached fine dust particles by means of a pump to a particle meter, measured there and then returned to the sample.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration an Feinstaub in Silicium-Schüttgütern.The invention relates to a method for determining the concentration of fine dust in silicon bulk materials.
Hochreine Silicium Schüttgüter in Form von Pulvern, Granulat und Bruchstücken unterschiedlicher Größe werden in der Industrie als Rohstoff für die Weiterverarbeitung in der Solar- und Halbleiterindustrie eingesetzt. Bedingt durch den Herstellprozess und den Transport sind diese Schüttgüter mehr oder weniger mit Siliciumstaub kontaminiert. Da dieser zum Teil an der Oberfläche der Bruchstücke stark anhaftende Feinstaub bei der Weiterverarbeitung in dem jeweiligen Prozess einen unerwünschten Einfluss haben kann, müssen die Konzentration des Feinstaubs und die Größe der Partikel eindeutig bestimmbar sein.High-purity silicon bulk materials in the form of powders, granules and fragments of various sizes are used in industry as a raw material for further processing in the solar and semiconductor industries. Due to the manufacturing process and transport, these bulk materials are more or less contaminated with silicon dust. Since this particulate dust, which partly adheres strongly to the surface of the fragments, can have an undesired influence during further processing in the respective process, the concentration of the fine dust and the size of the particles must be clearly determinable.
Die Ermittlung der Staubkonzentration an hochreinen polykristallinen Silicium-Schüttgütern (Bruch, Granulat) wird für die Prozess- und Qualitätskontrolle benötigt. Feiner Siliciumstaub kann die spätere Produktqualität verschlechtern und stört beispielsweise den Ziehprozess der Herstellung von Siliciumkristallen. Aufgrund der großen Oberfläche von Staubpartikeln hat ein hoher Staubanteil einen negativen Einfluss auf die Reinheit des Siliciums, wenn das Umfeld nicht sauber ist. Weitere negative Einflüsse des Staubes sind beim Aufschmelzen des Siliciums zur Herstellung von Einkristallen für die Elektronik- oder Photovoltaikindustrie bekannt. Hier schwimmen Feinstaubpartikel wegen ihrer großen Oberflächenspannung auf der Schmelze auf und bilden ein Versetzungsrisiko bei der Bildung des Kristalls. Staub ist auch als Keimbildner für die Bildung von Siliciumcarbid (SiC) bekannt, dass ebenfalls Versetzungen im Kristall verursacht. Staub wirkt auch isolierend und kann dadurch beim Aufschmelzen Probleme verursachen. Ein weiterer Aspekt besteht darin, dass ausgetragener Staub zur Verunreinigung der Ziehanlage führt.The determination of the dust concentration of high-purity polycrystalline silicon bulk materials (fracture, granulate) is required for process and quality control. Fine silicon dust can degrade the subsequent product quality and disturbs, for example, the drawing process of the production of silicon crystals. Due to the large surface of dust particles, a high dust content has a negative impact on the purity of the silicon if the environment is not clean. Further negative influences of the dust are known in the melting of the silicon for the production of single crystals for the electronics or photovoltaic industry. Due to their high surface tension, particulate matter floats on the melt and creates a risk of dislocation during the formation of the crystal. Dust is also known as a nucleating agent for the formation of silicon carbide (SiC), which also causes dislocations in the crystal. Dust also has an insulating effect and can cause problems during melting. Another aspect is that discharged dust leads to contamination of the drawing system.
Eine vorzeitige Abstellung ist dann die Folge. Feiner Siliciumstaub birgt außerdem ein großes Gefahrenpotential, da der Staub sehr reaktiv ist. Es besteht die Gefahr einer möglichen Entzündung an der Luft durch die Oxidation mit anwesendem Luftsauerstoff.An early shutdown is then the result. Fine silica dust also carries a high risk potential because the dust is very reactive. There is a risk of possible ignition in the air due to the oxidation with atmospheric oxygen present.
Damit der Feinstaubgehalt in Silicium Schüttgütern qualifiziert werden kann und die Herstellprozesse diesbezüglich optimiert werden können, ist somit eine zuverlässige Bestimmung der Staubkonzentration unabdingbar.Thus, the fine dust content in silicon bulk materials can be qualified and the manufacturing processes can be optimized in this regard, thus a reliable determination of the dust concentration is essential.
In der Literatur sind eine Reihe von Messmethoden zur Bestimmung der Konzentration feinster Partikel beschrieben. Generell ist dabei die Bestimmung der Staubkonzentration in die Schritte der Abtrennung der Staubpartikel, in die Bestimmung des Massenanteils, sowie der Partikelgröße der Feinstaubfraktion aufgeteilt.The literature describes a number of measuring methods for determining the concentration of very fine particles. In general, the determination of the dust concentration in the steps of separation of the dust particles, in the determination of the mass fraction, and the particle size of the fine dust fraction is divided.
Bekannt sind Verfahren zur Abtrennung feinkörniger, auch an gröberem Korn anhaftender Partikel mittels Sichten (Luftstrahlsiebung), Sedimentation, Nass-Siebung/Filtration (z. B. Vibrations-Siebmaschine) oder auch durch Aufprall. Die Staubkonzentration wird dabei in der Regel gravimetrisch oder durch eine Trübungsmessung ermittelt.Methods are known for separating fine-grained particles which also adhere to coarser particles by means of sifting (air jet screening), sedimentation, wet sieving / filtration (eg vibrating screening machine) or by impact. The dust concentration is usually determined gravimetrically or by turbidity measurement.
Diese allgemeinen Verfahren sind aber für die hohen Anforderungen bei der Messung von geringsten Feinstaubkonzentrationen in Silicium Schüttgütern für die Solar- und Halbleiterindustrie mit Partikelgrößen kleiner 10 μm und Konzentrationen kleiner 50 ppmw wegen der ungenügenden Empfindlichkeit nicht geeignet.However, these general methods are not suitable for the high requirements in the measurement of lowest particulate matter concentrations in silicon bulk materials for the solar and semiconductor industry with particle sizes smaller than 10 microns and concentrations less than 50 ppmw because of insufficient sensitivity.
Aus
Aus der Zeitschrift ”Rein Raum Technik” (”Hochreiner Siliziumstaub als Kontaminationsquelle”, Crößmann, Derzmann, April 2006, Seite 30/31, Verlag GIT Verlag) ist ein Verfahren zur Bestimmung des Anteils der anhaftenden Staubpartikel an Silicium Bruchstücken bekannt. Das beschriebene Verfahren ist allerdings nur für große Silicium Bruchstücke (größer 20 mm) geeignet. Nachteilig an diesem Verfahren ist weiterhin eine aufwendige Abtrennung des Feststoffes vom der verwendeten Flüssigkeit. Ein solches Verfahren ist auch beschrieben in Grössmann, Ivo; Derzmann, Magnus: Hochreiner Siliziumstaub als Kontaminationsquelle: Ein Verfahren zur Bestimmung von Siliciumpartikeln. GIT, Vol. 50, 2006, Nr. 1, S. 54–55; ISSN 0016–3538.From the periodical "Rein Raum Technik" ("High-purity silicon dust as a source of contamination", Crößmann, Derzmann, April 2006, page 30/31, Verlag GIT Verlag) a method for the determination of the proportion of adhering dust particles on silicon fragments is known. However, the described method is only suitable for large silicon fragments (greater than 20 mm). A disadvantage of this process is still a complicated separation of the solid from the liquid used. Such a method is also described in Grössmann, Ivo; Derzmann, Magnus: High-purity silicon dust as a source of contamination: A method for the determination of silicon particles. GIT, Vol. 50, 2006, No. 1, pp. 54-55; ISSN 0016-3538.
Es bestand die Aufgabe, eine Messmethode zur Bestimmung der Konzentration an Feinstaub in Silicium Schüttgütern bereitzustellen, dessen Nachweisgrenze bezüglich der Feinstaubkonzentration besser ist als bei den Messmethoden aus dem Stand der Technik.The object was to provide a measuring method for the determination of the concentration of fine dust in silicon bulk materials, whose detection limit is better with respect to the fine dust concentration than in the measuring methods of the prior art.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration an Feinstaub in Silicium-Schüttgütern, wobei zur Messung eine Produktprobe des Silicium Schüttguts in ein Sieb vorgelegt wird, die Feinstaubpartikel mittels eines Fluids vom Schüttgut vollständig abgetrennt werden und im Fluid eine Suspension bilden und die Suspension mit den abgelösten Feinstaubpartikeln kontinuierlich mittels einer Pumpe zu einem Partikelmessgerät gefördert, dort vermessen und anschließend zur Probe zurückgeführt wird.The invention relates to a method for determining the concentration of fine dust in silicon bulk materials, wherein for measurement a product sample of the silicon bulk material is placed in a sieve, the particulate matter are completely separated by a fluid from the bulk material and form a suspension in the fluid and the suspension with the detached particulate matter continuously fed by a pump to a particle measuring device, there measured and then returned to the sample.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass ein Verfahren mit einer Kombination der Abtrennung feinster Partikel und der Bestimmung der Partikelgröße innerhalb einer Messmethode und bei der die Bestimmung des Staubanteils von Silicium Schüttgut direkt am Produkt durchgeführt wird auch für Partikelgrößen kleiner 10 μm und Konzentrationen kleiner 50 ppmw geeignet ist. Da dabei der Partikelgrößenbereich über den Anteil bestimmt wird, ist dieser im Unterschied zu den Methoden nach Stand der Technik frei wählbar. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Abtrennung des Feinstaubes, die Bestimmung der Menge des Feinstaubes und die Messung der Partikelgröße der Feinstaubfraktion in einem einzigen Analysenschritt durchgeführt. Dadurch ist die Methode sehr einfach durchzuführen und die Analysenzeiten sind sehr kurz. Durch die geringe Streuung der Messwerte bei Mehrfachmessungen zeigt die erfindungsgemäße Methode sehr reproduzierbare Ergebnisse. Geringe Fehlkornmengen (kein Staub), die bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zu mangelhaften Ergebnissen führen, beeinflussen das Messergebnis im erfingungsgemäße Verfahren nicht. Da die Partikelgrößenverteilung gemessen wird, ist der Partikelgrößenbereich über den der Anteil bestimmt werden soll, frei wählbar.Surprisingly, it has now been found that a method with a combination of the separation of the finest particles and the determination of the particle size within a measuring method and in which the determination of the dust content of silicon bulk material is carried out directly on the product for particle sizes smaller than 10 microns and concentrations less than 50 ppmw suitable is. Since the particle size range over the proportion is determined, this is freely selectable in contrast to the methods of the prior art. In the method according to the invention, the separation of the fine dust, the determination of the amount of fine dust and the measurement of the particle size of the fine dust fraction are carried out in a single analysis step. This makes the method very easy to perform and the analysis times are very short. Due to the low scatter of the measured values in multiple measurements, the inventive method shows very reproducible results. Small amounts of false grain (no dust), which lead to poor results in the methods known from the prior art, do not influence the measurement result in the method according to the invention. Since the particle size distribution is measured, the particle size range over which the proportion is to be determined freely selectable.
Die erfindungsgemäße Messmethode kann bei allen Formen von Schüttgütern der Polysilicium-Herstellung angewandt werden, bevorzugt werden Schüttgüter in Form von Bruchstücken, Granulat oder Mischungen davon. Die Erfindung lässt sich auch auf Sande, Glas, Edelsteine, Halbedelsteine, Kunststoffgranulate, Steinkohle, Aktivkohle, Düngemittelgranulate, Waschpulvergranulate, etc. übertragen.The measuring method according to the invention can be applied to all forms of bulk materials of the polysilicon production, preferred are bulk materials in the form of fragments, granules or mixtures thereof. The invention can also be applied to sands, glass, gemstones, semi-precious stones, plastic granules, hard coal, activated carbon, fertilizer granules, washing powder granules, etc.
Die Bestimmung des Staubgehaltes auf Silicium Schüttgüter erstreckt sich bevorzugt für Granulat auf einen Korngrößenbereich von 0 bis 15 mm und bei Silicium Bruchstücken auf Bruchgrößen bis 200 mm. Die Konzentration des Feinstaubs wird über das gesamte Spektrum (bis etwa 100 μm) gemessen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Staubkonzentrationen bei Partikeln < 10 μm bis unter 5 ppmw gemessen werden.The determination of the dust content on silicon bulk materials preferably extends for granules to a particle size range of 0 to 15 mm and for silicon fragments to fractional sizes up to 200 mm. The concentration of fine dust is measured over the entire spectrum (up to 100 μm). With the method according to the invention dust concentrations can be measured at particles <10 microns to less than 5 ppmw.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Figur erläutert.The invention will be explained below with reference to a figure.
Zur Messung wird eine Probe
Als Fluid können alle Flüssigkeiten verwendet werden, die mit dem zu untersuchenden Schüttgut keine Reaktion eingehen, und dieses nicht lösen. Bevorzugt werden dabei Ethanol und Wasser oder Mischungen davon. Mit dieser Methode werden auch die an gröberem Korn anhaftenden Partikel abgetrennt und gemessen. Das Abtrennen der feinen Partikel (Desagglomeration) kann mit einer Zugabe eines Tensids zum Fluid verbessert werden. Besonders bevorzugt werden anionische und amphotere Tenside und Niotenside. As fluid all liquids can be used, which do not react with the bulk material to be examined, and this does not solve. Ethanol and water or mixtures thereof are preferred. With this method, the coarser grain adhering particles are separated and measured. The separation of the fine particles (deagglomeration) can be improved by adding a surfactant to the fluid. Particular preference is given to anionic and amphoteric surfactants and nonionic surfactants.
Das Fluid kann sowohl bei Umgebungstemperatur eingesetzt werden, als auch bei erhöhten Temperaturen. Bevorzugt wird Raumtemperatur.The fluid can be used both at ambient temperature and at elevated temperatures. Preference is given to room temperature.
Eine hohe Fluidgeschwindigkeit verhindert dabei ein Absetzen oder Anhaften von Feinstaubpartikel an der Wandung. Über Füllstandssensoren-wird die Fluidmenge im Messsystem automatisch eingestellt.A high fluid velocity prevents settling or adhesion of particulate matter on the wall. Via level sensors-the amount of fluid in the measuring system is automatically adjusted.
In einer besonderen Ausführungsform werden zur Verbesserung der Abtrennung der Feinstaubpartikel mechanische Dispergierhilfen, bevorzugt Ultraschall und/oder ein Rührer, eingesetzt.In a particular embodiment, mechanical dispersing aids, preferably ultrasound and / or a stirrer, are used to improve the separation of the fine dust particles.
Als Messgeräte kommen Geräte mit PIDS-Technologie (Polarisation Intensity Differential Scattering), Laserbeugung, Laserstreuung, photooptische Geräte, MIE-Streuung und Rückreflexion zum Einsatz, bevorzugt werden Lasermessgeräte. Besonders bevorzugt wird ein Lasermessgerät der Firma Beckmann Coulter, Typ LS 13320 mit Flüssigkeitsmodul verwendet. Als Messmethode verwendet das Gerät die Fraunhofer Laserbeugung und die PIDS-Technologie. Der Messbereich des Coulters erstreckt sich von 0,04 bis 2000 μm.The devices used are devices with polarization intensity differential scattering (PIDS) technology, laser diffraction, laser scattering, photo-optical devices, MIE scattering and back reflection, and laser measuring devices are preferred. Particular preference is given to using a laser measuring device from Beckmann Coulter, type LS 13320 with a liquid module. The device uses Fraunhofer laser diffraction and PIDS technology as the measurement method. The measuring range of the coulter ranges from 0.04 to 2000 μm.
Die Messdauer beträgt 30 bis 600 Sekunden, bevorzugt 60 bis 180 Sekunden.The measuring time is 30 to 600 seconds, preferably 60 to 180 seconds.
Zur Kalibrierung muss die vom Messgerät ausgegebene Feststoffkonzentration in regelmäßigen Abständen überprüft werden. Dazu wird analog zur Messmethode eine Probe ausgewaschen, die Suspension eingeengt und der Feststoffanteil gravimetrisch bestimmt. Abweichungen zum Gerät werden gegebenenfalls am Messgerät nachjustiert. Alternativ kann das Messgerät mit einer Probe justiert werden, bei der eine bekannte Menge an Feinstaub untergemischt wurde. Neben der Partikelgrößenverteilung soll das verwendete Messgerät auch die Feststoffkonzentration ermitteln. Anhand der erhaltenen Messwerte, der Probeneinwaage und der Fluidmenge kann die Staubkonzentration ermittelt werden. Die maximale Partikelgröße entspricht dabei der verwendeten Maschenweite des Siebs (2).For calibration, the solids concentration output from the meter must be checked at regular intervals. For this purpose, a sample is washed out analogously to the measuring method, the suspension is concentrated and the solids content is determined gravimetrically. Deviations from the device may be readjusted on the measuring device. Alternatively, the meter can be adjusted with a sample in which a known amount of particulate matter has been mixed in. In addition to the particle size distribution, the measuring device used should also determine the solids concentration. Based on the measured values obtained, the sample weight and the fluid quantity, the dust concentration can be determined. The maximum particle size corresponds to the mesh size of the sieve used (2).
Das Sieb kann aus allen Materialien hergestellt sein, die bei der Messung nicht angegriffen oder gelöst werden. Bevorzugt werden Siebe aus Metallen oder Kunstoffen, besonders bevorzugt aus Edelmetallen oder Nylon (Polyamid) oder Mischungen davon. Das Sieb kann dabei als fester Korb oder auch flexibel, beispielsweise in Form eines Strumpfs gefertigt sein.The sieve can be made of all materials that are not attacked or loosened during the measurement. Preference is given to sieves made of metals or plastics, particularly preferably of precious metals or nylon (polyamide) or mixtures thereof. The screen can be made as a solid basket or flexible, for example in the form of a stocking.
Die Maschenweite des Siebes ist abhängig vom eingesetzten Schüttgut. Als Untergrenze wird dabei eine Maschenweite gewählt, durch die das kleinste Korn des Granulats oder des Bruchs, gerade nicht mehr hindurch passt. Bevorzugt werden Maschenweiten von 20 bis 1000 μm, besonders bevorzugt von 100 bis 500 μm und ganz besonders bevorzugt von 150 bis 250 μm.The mesh size of the screen depends on the bulk material used. In this case, the lower limit is a mesh size through which the smallest grain of the granulate or fracture just can not pass. Preference is given to mesh sizes of 20 to 1000 .mu.m, particularly preferably from 100 to 500 .mu.m and very particularly preferably from 150 to 250 microns.
Anhand der folgenden Beispiele soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to the following examples.
Beispiel 1example 1
Bestimmung der Feinstaubkonzentration von Silicium-Bruch/hohe StaubkonzentrationDetermination of the fine dust concentration of silicon breakage / high dust concentration
In einer erfindungsgemäßen Messapparatur, vgl.
Beispiel 2:Example 2:
Bestimmung der Feinstaubkonzentration von Silicium-Granulat/niedrige Staubkonzentration < 10 μmDetermination of the fine dust concentration of silicon granules / low dust concentration <10 μm
Es wurde analog Beispiel 1 vorgegangen. Die eingesetzten Proben aus einer Prozesscharge hatten aber nur eine sehr geringe Konzentration an Feinstaub. Die Messungen zeigten, dass die Verteilung der Feinstaubpartikel innerhalb der Charge sehr homogen ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Tabelle 2
Vergleichsbeispiel 1:Comparative Example 1
Als Vergleich zum erfindungsgemäßen Verfahren wurde die Probe aus Beispiel 1 einer Analyse mittels Luftstrahlsieb gemäß dem Stand der Technik durchgeführt. Es kam ein Luftstrahlsieb der Fa. Rhewum (Luftstrahl-Präzisionssieb, Typ: LPS 200 K) zum Einsatz, mit einer Siebmaschenweite von 32 μm. Die Probenmenge betrug 154,39 g. Der Luft-Durchsatz betrug 70 m3/h, die Düsendrehzahl 30 U/min und die Siebzeit 3 min. Als Ergebnis ergab sich ein Siebrückstand von 154,37 g sowie Staub von 0,02 g (130 ppmw).As a comparison to the process according to the invention, the sample from Example 1 was subjected to an analysis by means of an air-jet sieve according to the prior art. An air-jet screen of the company Rhewum (air-jet precision screen, type: LPS 200 K) was used, with a mesh size of 32 μm. The sample amount was 154.39 g. The air throughput was 70 m 3 / h, the nozzle speed 30 U / min and the
Aufgrund des geringen Staubanteils konnte der Rückstand mangels geeigneter Wägetechnik nicht genau bestimmt werden. Weiterhin konnte aus diesem Verfahren keine Aussage über die Kornverteilung der abgetrennten Feinstaub-Fraktion erhalten werden.Due to the low dust content, the residue could not be determined precisely due to the lack of suitable weighing technology. Furthermore, no statement about the particle size distribution of the separated fine dust fraction could be obtained from this process.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201010039754 DE102010039754B4 (en) | 2010-08-25 | 2010-08-25 | Method for determining the concentration of particulate matter in bulk silicon materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201010039754 DE102010039754B4 (en) | 2010-08-25 | 2010-08-25 | Method for determining the concentration of particulate matter in bulk silicon materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102010039754A1 DE102010039754A1 (en) | 2012-03-01 |
DE102010039754B4 true DE102010039754B4 (en) | 2013-06-06 |
Family
ID=45566126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201010039754 Expired - Fee Related DE102010039754B4 (en) | 2010-08-25 | 2010-08-25 | Method for determining the concentration of particulate matter in bulk silicon materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102010039754B4 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012207505A1 (en) | 2012-05-07 | 2013-11-07 | Wacker Chemie Ag | Polycrystalline silicon granules and their preparation |
DE102013218003A1 (en) | 2013-09-09 | 2015-03-12 | Wacker Chemie Ag | Classifying polysilicon |
DE102015206849A1 (en) | 2015-04-16 | 2016-10-20 | Wacker Chemie Ag | Apparatus and method for classifying and dedusting polysilicon granules |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006016324A1 (en) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Wacker Chemie Ag | Apparatus and method for flexibly classifying polycrystalline silicon fragments |
DE102008010764A1 (en) * | 2008-02-21 | 2009-08-27 | Thumedi Gmbh & Co. Kg | Dust detection device has dust receiving unit and response unit, where dust dispersion unit is provided with dispersion liquid injection between dust receiving unit and response unit |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7291222B2 (en) | 2004-06-18 | 2007-11-06 | Memc Electronic Materials, Inc. | Systems and methods for measuring and reducing dust in granular material |
-
2010
- 2010-08-25 DE DE201010039754 patent/DE102010039754B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006016324A1 (en) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Wacker Chemie Ag | Apparatus and method for flexibly classifying polycrystalline silicon fragments |
DE102008010764A1 (en) * | 2008-02-21 | 2009-08-27 | Thumedi Gmbh & Co. Kg | Dust detection device has dust receiving unit and response unit, where dust dispersion unit is provided with dispersion liquid injection between dust receiving unit and response unit |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
GRÖSSMANN, Ivo ; DERZMANN, Magnus: Hochreiner Siliziumstaub als Kontaminationsquelle: Ein Verfahren zur Bestimmung von Siliziumpartikeln. In: GIT, Vol. 50, 2006, Nr.1, S. 54-55. - ISSN 0016-3538 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102010039754A1 (en) | 2012-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2322911A1 (en) | Device for determining particle sizes | |
EP2989052B1 (en) | Process for the preparation of polycrystalline silicon | |
DE102010039754B4 (en) | Method for determining the concentration of particulate matter in bulk silicon materials | |
EP3283237B1 (en) | Device and method for classifying and dedusting polysilicon granular material | |
EP2047014A1 (en) | Method and device for producing classified high-purity polycrystalline silicon fragments | |
DE102010039752A1 (en) | Polycrystalline silicon and process for its preparation | |
EP3043929B1 (en) | Classification of polycrystalline silicon | |
DE2907513C2 (en) | Sampling procedure for determining the chemical composition of macroscopic components of materials | |
DE102009056503A1 (en) | Particle meter, in particular for the analysis of grain sizes of fine and finest bulk materials | |
DE112014001339T5 (en) | Systems and methods for reducing dust in granular matter | |
EP1241134A2 (en) | Inhomogeneous silica as support | |
CN101529225A (en) | Device for characterizing the particle size distribution of powders and its uses | |
DE102016109197A1 (en) | METHOD FOR DETERMINING THE CONCENTRATION OF MATERIALS NOT SOLVED BY SILICON DETERGENTS THAT DAMAGE A PRODUCT | |
WO2015062880A1 (en) | Process for producing polycrystalline silicon | |
DE3739854A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING TITANIUM DIOXIDE POWDER | |
AU2006326956B2 (en) | Method for defining element content and/ or mineral content | |
DE60208428T2 (en) | Treatment of a metal-containing waste to recover the metal | |
CN114804405A (en) | Method for controlling residual amount of flocculating agent in washing machine-made sand | |
Bahrami et al. | Measurement of morphological characteristics of raw cane sugar crystals using digital image analysis | |
DE102005004273A1 (en) | Measuring device for determining the dusting behavior of disperse systems | |
DE19802179B4 (en) | Method for quality assurance of a gypsum obtained by means of a flue gas desulphurisation plant | |
DE10311611A1 (en) | Crystallisation unit suspension solid content determination procedure compares density with suspension free fluid and reference value | |
Borkowski et al. | A Simple Method to Evaluate the Purity of Synthetic Hydroxyapatite Granules | |
CN118085114A (en) | Separation and purification method for screening cellulose in sewage | |
DE10127935B4 (en) | Process for separating organic contaminants from bulk materials |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130907 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20150303 |