DE3442370C2

DE3442370C2 - Process for the production of silicon tetrachloride

Info

Publication number: DE3442370C2
Application number: DE19843442370
Authority: DE
Inventors: Masayuki Shinoyama; Hideki Matsumura
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1983-11-21
Filing date: 1984-11-20
Publication date: 1994-04-07
Anticipated expiration: 2004-11-21
Also published as: DE3442370A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Siliciumtetrachlorid durch Umsetzung von Siliciumdioxid, Siliciumcarbid und Kohlenstoff mit Chlor bei hohen Temperaturen.The present invention relates to a method for Production of silicon tetrachloride by reaction of silicon dioxide, silicon carbide and carbon with Chlorine at high temperatures.

Siliciumtetrachlorid ist ein brauchbares Aus gangsmaterial zur Herstellung von hochdisperser Kiesel säure, synthetischem Quarz, Siliciumnitrid oder ver schiedenen anderen organischen Siliciumverbindungen. Es stellt darüber hinaus ein wichtiges Ausgangsmaterial für hochreines Silicium dar, welches für Solarzellen oder Halbleiter verwendet wird.Silicon tetrachloride is a viable option raw material for the production of highly disperse pebbles acid, synthetic quartz, silicon nitride or ver various other organic silicon compounds. It also provides an important source material for high-purity silicon, which for solar cells or Semiconductor is used.

Es sind bisher verschiedene Verfahren zur Herstellung von SiCl₄ vorgeschlagen worden. Erwähnt seien beispiels weise (1) ein Verfahren, bei dem metallurgisches Silici um oder eine Silicium-Eisen-Legierung mit Chlor oder Chlorwasserstoff umgesetzt wird; (2) ein Verfahren, bei dem Siliciumcarbid mit Chlor umgesetzt wird; und (3) ein Verfahren, bei dem ein Gemisch von Kieselerde (SiO₂-hal tiges Material) und Kohlenstoff mit Chlor umgesetzt wird. Bei den Verfahren (1) und (2) sind teure Ausgangsmate rialien erforderlich, und die Herstellungskosten sind daher nachteiligerweise hoch. Das Verfahren (3) ist un ter wirtschaftlichen Gesichtspunkten vorteilhafter als die Verfahren (1) und (2), und zwar deshalb, weil billi ges, SiO₂-haltiges Material als Siliciumquelle eingesetzt wird. Bei diesem Verfahren ist jedoch nach teiligerweise die Reaktionsgeschwindigkeit sehr klein, und es ist eine hohe Reaktionstemperatur erforderlich. Als eine Verbesserung des Verfahrens (3) hat man vorge schlagen, ein Gemisch von 49 bis 98 Gew.-% Kohlenstoff, von 1 bis 49 Gew.-% Siliciumdioxid und von 0,5 bis 10 Gew.-% Siliciumcarbid mit Chlor in einem Fließbett reaktor bei einer Temperatur von mindestens 1454°C um zusetzen, vgl. die US-PS 3 173 758 bzw. die DE-AS 11 70 382. Auch bei diesem Verfahren ist es zur Erzielung einer ausreichenden Reaktionsge schwindigkeit erforderlich, die Temperatur auf mindestens 1454°C zu steigern.Various methods for producing SiCl ₄ have been proposed so far. Mention may be made, for example, of (1) a process in which metallurgical silicon or a silicon-iron alloy is reacted with chlorine or hydrogen chloride; (2) a method in which silicon carbide is reacted with chlorine; and (3) a method in which a mixture of silica (SiO ₂ -containing material) and carbon is reacted with chlorine. In the processes (1) and (2), expensive starting materials are required, and the production costs are therefore disadvantageously high. The method (3) is advantageous from an economic point of view than the methods (1) and (2), because it is because cheap, SiO ₂ -containing material is used as the silicon source. In this process, however, the reaction rate is sometimes very slow and a high reaction temperature is required. As an improvement to process (3), one has proposed a mixture of 49 to 98% by weight of carbon, 1 to 49% by weight of silicon dioxide and 0.5 to 10% by weight of silicon carbide with chlorine in one Add fluidized bed reactor at a temperature of at least 1454 ° C, cf. US Pat. No. 3,173,758 and DE-AS 11 70 382. Also in this method, it is necessary to achieve a sufficient speed to increase the temperature to at least 1454 ° C.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obener wähnten Nachteile der herkömmlichen Verfahren zu ver meiden und insbesondere die Durchführung der Umsetzung bei einer niedrigen Reaktionstemperatur zu ermöglichen. It is an object of the present invention, the above mentioned disadvantages of the conventional methods avoid and in particular the implementation to allow a low reaction temperature.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man ein Gemisch aus 100 Gewichtsteilen Siliciumdioxid, 30 bis 60 Gewichtsteilen Kohlenstoff und 1 bis 20 Gewichtsteilen Siliciumcarbid bei einer Temperatur von 1000 bis 1450°C mit Chlor umsetzt, wobei entweder ein Siliciumdioxid eingesetzt wird, das zu 30 bis 50 Gew.-% aus eine Christobalit-Phase, zu 5 bis 20 Gew.-% aus einer Tridymit-Phase und zur restlichen Menge aus einer amorphen Substanz zusammengesetzt ist, oder wobei das Gemisch in Form von Pellets vorliegt.This task is carried out in a method of the type mentioned at the beginning solved according to the invention in that a mixture of 100 Parts by weight of silicon dioxide, 30 to 60 parts by weight Carbon and 1 to 20 parts by weight of silicon carbide in one Reacts temperature from 1000 to 1450 ° C with chlorine, whereby either a silicon dioxide is used, 30 to 50 wt .-% from a christobalite phase, 5 to 20% by weight from one Tridymit phase and the remaining amount from an amorphous substance is composed, or wherein the mixture in the form of pellets is present.

Als Siliciumdioxid kann ein SiO₂-haltiges Material eingesetzt werden. In Frage kommen beispielsweise Kieselerde, Quarzsand, sogenanntes weißes Siliciumdioxid oder opalisches Siliciumdioxid. Es kann auch ein Nebenproduktstaub verwendet werden, der bei der Herstellung einer Siliciumlegierung, wie z. B. Ferrosilicium, in einem elektrischen Ofen anfällt. Darüber hinaus kann auch eine durch Flammenhydrolyse hergestellte hochdisperse Kieselsäure eingesetzt werden.An SiO₂-containing material can be used as silicon dioxide become. For example, come into question Silica, quartz sand, so-called white silicon dioxide or opaline silica. It can also be a By-product dust used in the manufacture of a Silicon alloy, such as B. ferrosilicon, in an electrical Oven is produced. In addition, one produced by flame hydrolysis finely divided silica can be used.

Als Kohlenstoff seien erwähnt Kokse, Anthrazit, Holzkohle und Ruß.As carbon, coke, anthracite, charcoal and Soot.

Das Verhältnis des Kohlenstoffs zu dem Siliciumdioxid in dem Gemisch von Siliciumdioxid, Kohlenstoff und Sili ciumcarbid ist derart, daß der Kohlenstoff in einem Bereich von 30 bis 60 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile Siliciumdioxid, beträgt. Falls das Ver hältnis außerhalb dieses Bereichs liegt, ist der Ver brauch an Siliciumdioxid und Kohlenstoff unausgewogen, was unerwünscht ist.The ratio of carbon to silica in the mixture of silicon dioxide, carbon and sili cium carbide is such that the carbon in a range of 30 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of silicon dioxide. If the ver ratio is outside this range, the Ver need unbalanced silica and carbon, which is undesirable.

Das Verhältnis des Siliciumcarbids zu dem Siliciumdioxid ist derart, daß das Siliciumcarbid 1 bis 20 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile Siliciumdioxid, ausmacht. Falls das Verhältnis kleiner als dieser Bereich ist, wird die Wirksamkeit gering. Andererseits ist eine Verwendung von Siliciumcarbid, die diesen Bereich übersteigt, nicht wirtschaftlich.The ratio of silicon carbide to silicon dioxide is such that the silicon carbide has 1 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of silicon dioxide. If the ratio is smaller than this range, the Effectiveness low. On the other hand, there is a use of silicon carbide that does not exceed this range economically.

Das Siliciumdioxid und der Kohlenstoff werden vorzugs weise pulverisiert, wobei ein Walzen brecher, ein Pulverisator, eine Vibrationsmühle oder eine Jetmühle verwendet werden kann. Das Gemisch wird vorzugsweise in Form eines feinen Pulvers mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von höchstens 200 µm eingesetzt. Gleichfalls wird vorzugsweise das Silicium carbid in einer pulverisierten Form mit einer Teilchen größe von höchstens 500 µm verwendet.Silicon dioxide and carbon are preferred pulverized wisely, with a rolling crusher, a pulverizer, a vibratory mill or a jet mill can be used. The mixture will preferably in the form of a fine powder with a average particle size of at most 200 µm used. Likewise, silicon is preferred carbide in a powdered form with a particle size of 500 µm or less.

Diese Pulver aus Siliciumdioxid, Kohlenstoff und Silici umcarbid werden anschließend mittels einer Mischvorrich tung vermischt, z. B. mittels einer Allzweck-Mischmaschi ne, eines Kneters oder einer Vibrationsmühle. Das dabei erhaltene Gemisch wird pelletisiert, und zwar mit oder ohne Einsatz eines Bindemittels. Falls ein Bindemittel verwendet wird, kann man als derartiges Bin demittel Wasser oder ein wasserlösliches Bindemittel, wie Polyvinylalkohol, Methylcellulose, Carboxymethyl cellulose oder Melasse, oder ein Bindemittel, wie Teer oder Pech, verwenden. Das Gemisch wird dann mittels ei nes herkömmlichen Formverfahrens geformt. Dazu kann z. B. eine Preßformmaschine, wie eine Brikettiermaschine oder ein Scheibenpelletisator, eine Granuliermaschine mit Pfannen, oder ein Ex truder eingesetzt werden. Die Form der Pellets ist vor zugsweise derart, daß nur wenige konvexe und konkave Be reiche vorliegen. Bevorzugte Formen sind z. B. eine Block form, eine zylindrische Form oder eine sphärische Form. Die Größe der Pellets ist vorzugsweise halb so groß wie der Durchgang für die Pellets, der beispielsweise in dem Reaktor oder in der Einspeisungsvorrichtung vorliegt.These powders made of silicon dioxide, carbon and silicon Umcarbide are then using a mixing device tion mixed, e.g. B. by means of an all-purpose mixer ne, a kneader or a vibration mill. That included obtained mixture is pelletized, and with or without the use of a binder. If one Binder used can be used as such a bin water or a water-soluble binder, such as polyvinyl alcohol, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose or molasses, or a binder such as tar or bad luck. The mixture is then egg formed by a conventional molding process. For this, e.g. B. a press molding machine, such as a briquetting machine or a disc pelletizer, a pelletizer with pans, or an Ex truder can be used. The shape of the pellet is before preferably such that only a few convex and concave Be are rich. Preferred forms are e.g. B. a block shape, a cylindrical shape or a spherical shape. The size of the pellets is preferably half that Passage for the Pellets, for example in the reactor or in the Feed device is present.

Als Chlor kann man außer Chlor selbst auch ein chlorhal tiges Gas, wie Phosgen, einsetzen.In addition to chlorine, chlorine can also be a chlorine halide gas such as phosgene.

Die Umsetzung wird in einem Reaktor durchgeführt, bei dem es sich um einen Reaktor mit Festbett oder um einen Reaktor mit Fließbett handeln kann. Vorzugsweise wird bei der vorliegenden Erfindung jedoch ein Reaktor mit Festbett eingesetzt.The reaction is carried out in a reactor in which it is a fixed bed reactor or one Can act reactor with a fluidized bed. Preferably in the present invention, however, a reactor with Fixed bed used.

In einem Festbett-Reaktor kann die Umsetzung chargenweise oder kontinuierlich erfolgen. Bei der chargenweisen Umsetzung besteht die Möglichkeit, lediglich die anfänglich in den Reaktor gepackten Pellets umzuset zen. Man kann jedoch auch das Verfahren so führen, daß das Ausgangsmaterial während des Betriebs ergänzt wird, um verbrauchtes Material zu ersetzen. Bei der kontinuier lichen Umsetzung kann man das Verfahren beispielsweise so führen, daß die Pellets von oben eingefüllt werden und ein chlorhaltiges Gas kontinuierlich von unten zugeführt wird, wobei das durch die Reaktion gebildete Gas oben abgezogen wird und der Reaktionsrückstand unten entnom men wird.In a fixed bed reactor, the reaction can be carried out in batches or continuously. With batch conversion, there is only the possibility to convert the pellets initially packed into the reactor Zen. However, the process can also be carried out in such a way that the raw material is added during operation, to replace used material. With the continuous The process can be implemented in this way, for example cause the pellets to be filled in from above and a chlorine-containing gas is continuously supplied from below with the gas formed by the reaction above is withdrawn and the reaction residue removed below men will.

Der Reaktor besteht aus einem Material, welches in einer Chloratmosphäre bei hoher Temperatur beständig ist. Als solches Material kommt insbesondere Graphit in Betracht. The reactor consists of a material which is in a Chlorine atmosphere is stable at high temperature. When such material is particularly suitable for graphite.

Die Umsetzung wird bei einer Temperatur von mindestens 1000°C, vorzugsweise von 1100 bis 1450°C, durchgeführt. Falls die Temperatur geringer als 1000°C ist, ist die Reaktionsgeschwindigkeit unzureichend. Falls anderer seits die Temperatur 1450°C übersteigt, wird der Betrieb unter thermischen Gesichtspunkten unwirtschaftlich, und es kommt darüber hinaus zu einer Verkürzung der Lebens dauer des Reaktors.The reaction is carried out at a temperature of at least 1000 ° C, preferably from 1100 to 1450 ° C, performed. If the temperature is less than 1000 ° C, it is Inadequate response speed. If others Since the temperature exceeds 1450 ° C, the operation uneconomical from a thermal point of view, and there is also a shortening of life duration of the reactor.

Wie vorstehend erwähnt, wird erfindungsgemäß ein Pulvergemisch von Siliciumdioxid, Kohlenstoff und Siliciumcarbid pelletisiert. Die erhaltenen Pellets werden in einen Reaktor gepackt und mit Chlor bei hoher Temperatur umgesetzt. Auf diese Weise wird die Reaktionsgeschwin digkeit verbessert, die Menge an nichtumgesetztem Chlor kann verringert werden und die Bildung von Phosgen wird minimiert.As mentioned above, according to the invention, a powder mixture pelletized by silicon dioxide, carbon and silicon carbide. The Pellets obtained are packed in a reactor and with chlorine implemented at high temperature. In this way, the reaction rate improved the amount of unreacted chlorine can be reduced and the formation of phosgene will minimized.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann sogenanntes opalisches Siliciumdioxid als Quelle für das Siliciumdioxid ein gesetzt werden. In diesem Fall braucht das Gemisch nicht zu Pellets verformt zu werden. Das opalische Siliciumdioxid umfaßt 30 bis 50% einer Cristobalit-Phase, 5 bis 20 Gew.-% einer Tridymit-Phase und eine Restmenge, die hauptsächlich aus einer amorphen Substanz zusammengesetzt ist. In diesem Fall kann man ein Gemisch von 100 Gew.-Teilen opalisches Siliciumdioxid, 30 bis 60 Gew.-Teilen Kohlenstoff und 1 bis 20 Gew.-Teilen, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-Teilen, Silici umcarbid so, wie es ist, d. h. ohne Pelletisierung, für die Reaktion mit Chlor verwenden. Das opalische Siliciumdioxid und Kohlenstoff werden gewöhnlich in Form von Pulvern mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 500 µm eingesetzt, wohingegen das Siliciumcarbid vorzugsweise ein Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von höchstens 50 µm ist.According to a further embodiment, so-called opaline silica as the source of the silica be set. In this case the mixture does not need to Pellets to be deformed. The opaline silica comprises 30 to 50% of a cristobalite phase, 5 to 20% by weight of one Tridymite phase and a residual amount consisting mainly of is composed of an amorphous substance. In this Case you can use a mixture of 100 parts by weight of opalic silica, 30 to 60 parts by weight of carbon and 1 to 20 parts by weight, preferably 5 to 15 parts by weight, silici Umcarbid as it is, d. H. without pelletization, for use the reaction with chlorine. The opaline silicon dioxide and carbon are usually in the form of powders with an average particle size of 500 µm used, whereas the silicon carbide is preferred a powder with an average particle size of is at most 50 µm.

Falls die Menge an Siliciumcarbid kleiner ist als 1 Gew.-%, wird die Siliciumtetrachlorid-Konzentration in dem resul tierenden Gas geringer als 10 Vol.-% und die Reaktions geschwindigkeit wird somit schlecht. Andererseits erzielt man selbst dann, wenn man mehr als 20 Gew.-Teile Silicium carbid zusetzt, keine weitere merkbare Verbesserung bei der Reaktionsgeschwindigkeit. Eine solche Betriebsweise ist unwirtschaftlich, da das Siliciumcarbid ziemlich teuer ist. In der Praxis wird es bevorzugt, das Chlor mit einer derartigen Strömungsgeschwindigkeit zuzuführen, daß die Menge des nichtumgesetzten Chlors 1% nicht über steigt, das Gemisch nicht aus dem Reaktor herausgeblasen wird und der Druck in dem Reaktor nicht ansteigt.If the amount of silicon carbide is less than 1% by weight, the silicon tetrachloride concentration in the resul ing gas less than 10 vol .-% and the reaction speed is bad. On the other hand, achieved even if you have more than 20 parts by weight of silicon carbide adds no further noticeable improvement the reaction rate. Such an operation is uneconomical because the silicon carbide is quite is expensive. In practice it is preferred to use chlorine with such a flow rate, that the amount of unreacted chlorine does not exceed 1% increases, the mixture is not blown out of the reactor and the pressure in the reactor does not rise.

example 1

Siliciumdioxid (SiO₂-Gehalt = mindestens 90%) mit einer durch schnittlichen Teilchengröße von 30 µm und Koks mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 160 µm werden in ei nem Verhältnis von 40 Gew.-Teilen Koks/100 Gew.-Teile Siliciumdioxid vermischt. Das Gemisch wird 1 h in einer Vibrati onsmühle gemischt und pulverisiert, um ein Pulvergemisch mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 50 µm zu erhalten.Silicon dioxide (SiO ₂ content = at least 90%) with an average particle size of 30 microns and coke with an average particle size of 160 microns are mixed in a ratio of 40 parts by weight of coke / 100 parts by weight of silicon dioxide. The mixture is mixed in a vibratory mill for 1 hour and pulverized to obtain a powder mixture having an average particle size of 50 µm.

Nachfolgend werden 22 Gew.-Teile Wasser und 3,5 Gew.-Teile Siliciumcarbid mit einer Teilchengröße von höchstens 35 µm zu 100 Gew.-Teilen des pulverisierten Gemisches ge geben, und das Gemisch wird weitere 5 min mittels eines Kneters gemischt.Subsequently, 22 parts by weight of water and 3.5 parts by weight Silicon carbide with a particle size of at most 35 microns to 100 parts by weight of the powdered mixture give, and the mixture is further 5 min using a Kneader mixed.

Das Gemisch wird nachfolgend pelletisiert, wobei ein Scheibenpelletisator verwendet wird. Man erhält Pellets von 10 mm Durchmesser × 10 mm. Die Pellets werden 24 h in einem Trockner bei einer Temperatur von 180°C getrock net. Anschließend werden die getrockneten Pellets in ei nen Reaktor mit einem Reaktionsvolumen von 5 l gepackt. Die Reaktion wird bei einer Temperatur von 1300°C durch geführt, wobei man Chlor vom unteren Bereich her mit ei ner Rate von 22 l/min einführt.The mixture is subsequently pelletized, with a Disc pelletizer is used. Pellets are obtained of 10 mm diameter × 10 mm. The pellets are 24 h dried in a dryer at a temperature of 180 ° C net. Then the dried pellets in egg packed a reactor with a reaction volume of 5 l. The reaction is carried out at a temperature of 1300 ° C led, with chlorine from the lower area with egg ner rate of 22 l / min introduces.

Mit fortschreitender Reaktion nimmt die Menge der Pellets ab. Um das vorbestimmte Niveau zu halten, werden vom oberen Bereich des Reaktors Pellets zugeführt. Auf diese Weise wird die Umsetzung 3 Ta ge fortgesetzt. Während dieses Zeitraums ist die Menge an nichtumgesetztem Chlor in dem gebildeten Gas nicht größer als 0,2% und man beobachtet keine Bildung von Phosgen.As the reaction progresses, the amount of pellets increases from. To the predetermined Keeping level are from the top of the reactor Pellets fed. In this way the implementation will be 3 days ge continued. During this period the amount is of unreacted chlorine in the gas formed greater than 0.2% and no formation of Phosgene.

Comparative Example 1

Es werden Pellets auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Dabei wird jedoch kein Siliciumcarbid zuge setzt. Die Pellets werden in einen Reaktor mit einem Re aktionsvolumen von 5 l gepackt. Die Umsetzung erfolgt bei einer Temperatur von 1300°C, wobei man Chlor von einem unteren Bereich mit einer Rate von 22 l/min zuführt.Pellets are made in the same way as in Example 1 produced. However, no silicon carbide is added puts. The pellets are placed in a reactor with a Re action volume of 5 l packed. The implementation takes place at a temperature of 1300 ° C, where one Chlorine from a lower range at a rate of 22 l / min feeds.

Im Verlauf der Umsetzung nimmt die Menge der Pellets ab. Um das vorbestimmte Niveau zu halten, werden Pellets vom oberen Bereich des Reaktors zugeführt. Die Umsetzung wird auf diese Weise 24 h fort gesetzt. Während dieses Zeitraums beträgt die Menge an nichtumgesetztem Chlor in dem gebildeten Gas 0,2 bis 5,0% und die Menge an Phosgen 1,02 bis 11,5%.The amount of pellets decreases in the course of the reaction. At the predetermined level to keep pellets from the top of the reactor fed. The implementation continues in this way for 24 hours set. During this period, the amount of unreacted chlorine in the gas formed 0.2 to 5.0% and the amount of phosgene 1.02 to 11.5%.

Example 2

Es werden Pellets auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Menge an Siliciumcarbid wird jedoch auf 6,5 Gew.-Teile geändert. Die Pellets werden in einen Re aktor mit einem Reaktionsvolumen von 5 l gepackt. Die Um setzung wird bei einer Temperatur von 1300°C durchgeführt, wobei man Chlor von einem unteren Bereich mit einer Rate von 35 l/min zuführt.Pellets are made in the same way as in Example 1 produced. However, the amount of silicon carbide will increase 6.5 parts by weight changed. The pellets are placed in a re actuator packed with a reaction volume of 5 l. The order settlement is carried out at a temperature of 1300 ° C, taking chlorine from a lower range at a rate of 35 l / min.

Im Verlauf der Umsetzung nimmt das Niveau der Pellets ab. Um das Niveau der Pellets aufrechtzuerhalten, werden Pellets vom oberen Bereich des Reaktors ergänzt. Auf die se Weise wird die Umsetzung 3 Tage fortgesetzt. Während dieses Zeitraums beträgt die Menge an nichtumgesetztem Chlor in dem gebildeten Gas nicht mehr als 0,2% und man beobachtet keine Bildung von Phosgen.The level of the pellets decreases in the course of the implementation. To maintain the level of the pellets Pellets from the top of the reactor added. On the In this way, the implementation will continue for 3 days. While this period is the amount of unreacted Chlorine in the gas formed no more than 0.2% and one does not observe the formation of phosgene.

Example 3

Ein Gemisch, umfassend 100 Gew.-Teile opalisches Siliciumdioxid (Cristobalit-Phase = 40%, Tridymit-Phase = 10%, amorphe Substanz = 50%) mit einer durchschnittlichen Teilchen größe von 30 µm, 40 Gew.-Teile Koks mit einer durchschnitt lichen Teilchengröße von 50 µm und 9,1 Gew.-Teile Sili ciumcarbid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 30 µm, wird in einer Menge von 400 g in einen Reak tor mit einer Kapazität von 400 ml gepackt. Die Umset zung wird bei einer Temperatur von 1300°C durchgeführt, wobei man Chlor von einem unteren Abschnitt des Reaktors mit einer Rate von 80 ml/min zuführt. 5 h nach Beginn der Reaktion wird das gasförmige Reaktionsprodukt mittels Gas chromatographie analysiert. Das Gas enthält 66,6 Vol.-% Kohlenmonoxid, 0,2 Vol-% Chlor und 33,2 Vol.-% Silicium tetrachlorid.A mixture comprising 100 parts by weight of opalic silica (Cristobalite phase = 40%, tridymite phase = 10%, amorphous Substance = 50%) with an average particle size of 30 µm, 40 parts by weight of coke with an average union particle size of 50 microns and 9.1 parts by weight of Sili cium carbide with an average particle size of 30 µm, in an amount of 400 g in a reak packed with a capacity of 400 ml. The implementation tongue is carried out at a temperature of 1300 ° C, taking chlorine from a lower section of the reactor feeds at a rate of 80 ml / min. 5 hours after the start the reaction becomes the gaseous reaction product by means of gas chromatography analyzed. The gas contains 66.6 vol .-% Carbon monoxide, 0.2 vol% chlorine and 33.2 vol% silicon tetrachloride.

Comparative Example 2

Die Umsetzung von Beispiel 3 wird wiederholt. Dabei wird jedoch Siliciumcarbid bei dem Gemisch der Ausgangsmate rialien weggelassen. Das gebildete Gas wird analysiert. Es enthielt 5,7% Kohlenmonoxid, 85,7% Chlor, 3,8% Phosgen und 4,8% Siliciumtetrachlorid.The implementation of Example 3 is repeated. Doing so however, silicon carbide in the mixture of the starting materials rialien omitted. The gas formed is analyzed. It contained 5.7% carbon monoxide, 85.7% chlorine, 3.8% phosgene and 4.8% silicon tetrachloride.

Claims

A process for the preparation of silicon tetrachloride by conversion of silicon dioxide, silicon carbide and carbon with chlorine at high temperatures, characterized in that a mixture of 100 parts by weight of silicon dioxide, 30 to 60 parts by weight of carbon and 1 to 20 parts by weight of silicon car bid at a temperature of 1000 up to 1450 ° C with chlorine, either using a silicon dioxide, 30 to 50 wt .-% from a christobalite phase, 5 to 20 wt .-% from a tridymite phase and the remaining amount from an amorphous Substance is composed, or wherein the mixture is in the form of pellets.