EA029631B1 - Способ получения металлургического кремния повышенной чистоты из кремнийсодержащих полупродуктов (кварцевая мелочь, пыль кремниевого производства (микрокремнезем)) методом алюминотермии - Google Patents
Способ получения металлургического кремния повышенной чистоты из кремнийсодержащих полупродуктов (кварцевая мелочь, пыль кремниевого производства (микрокремнезем)) методом алюминотермии Download PDFInfo
- Publication number
- EA029631B1 EA029631B1 EA201650054A EA201650054A EA029631B1 EA 029631 B1 EA029631 B1 EA 029631B1 EA 201650054 A EA201650054 A EA 201650054A EA 201650054 A EA201650054 A EA 201650054A EA 029631 B1 EA029631 B1 EA 029631B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- silicon
- improved purity
- slag
- aluminothermic
- semiproducts
- Prior art date
Links
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения металлургического кремния повышенной чистоты из кремнийсодержащих полупродуктов методом алюминотермии с низкой стоимостью, экологически чистого для применения в производстве кремния для солнечных батарей и полупроводниковой электроники. Получение металлургического кремния повышенной чистоты обеспечиватся за счет того, что очистка от трудноудаляемых примесей бора и фосфора происходит в единой технологической операции одновременно, алюминотермическое восстановление кремния и рафинирование его активными силикатными шлаками от бора и фосфора осуществляется методом алюминотермии при оптимальном подборе отношения CaO/SiOи подбора количества алюминия, растворенного в кремнии. При решении задачи предлагаемым способом достигается новый технический результат, заключающийся в получении кремния повышенной частоты, а также в целях экономической целесообразности образующийся высокоглиноземистый цемент предполагается использовать в качестве строительного материала.
Description
Изобретение относится к технологии получения металлургического кремния повышенной чистоты из кремнийсодержащих полупродуктов методом алюминотермии с низкой стоимостью, экологически чистого для применения в производстве кремния для солнечных батарей и полупроводниковой электроники. Получение металлургического кремния повышенной чистоты обеспечиватся за счет того, что очистка от трудноудаляемых примесей бора и фосфора происходит в единой технологической операции одновременно, алюминотермическое восстановление кремния и рафинирование его активными силикатными шлаками от бора и фосфора осуществляется методом алюминотермии при оптимальном подборе отношения СаО/8Ю2 и подбора количества алюминия, растворенного в кремнии. При решении задачи предлагаемым способом достигается новый технический результат, заключающийся в получении кремния повышенной частоты, а также в целях экономической целесообразности образующийся высокоглиноземистый цемент предполагается использовать в качестве строительного материала.
029631
Изобретение относится к технологии получения металлургического кремния повышенной чистоты из кремнийсодержащих полупродуктов методом алюминотермии с низкой стоимостью, экологически чистого для применения в производстве кремния для солнечных батарей и полупроводниковой электроники.
Известен способ по евразийскому патенту № 009888, опубликован 31.08.2008 г., МПК С01В 33/023. Сущность способа заключается в получении чистого кремния алюминотермическим восстановлением диоксида кремния в кремнийсодержащих фосфорных шлаках для фотоэлектронной промышленности. Фосфорный шлак загружали в графитовый тигель, доводили до плавления индукционным нагревом при эфтектической температуре, после чего добавляли алюминий. Кремний, образующийся в результате окислительно-восстановительных реакций, отделялся от шлака и всплывал на его поверхность. На него загружали новую порцию шлака и алюминия. Операцию повторяли несколько раз до полного осаждения прореагировавшего шлака и разделения с кремнием, который заполнял верхнюю часть реактора.
Недостатком этого патента является то, что этим способом можно получить кремний только при наличии отходов фосфорного производства.
Известен способ, наиболее близкий к заявляемому техническому решению, взятый за прототип (см. патент США № 4457903, опубликован 03.07.1984г., МПК С01В 33/02). Согласно патенту диоксид кремния может быть восстановлен алюминием до кремния в присутствии шлака. В этом процессе алюминий ведет себя одновременно как восстановитель по отношению к диоксиду и как растворитель для образующегося кремния. В начале готовился шлак состава: 48% СаО, 52% δίθ2, перемешивался и загружался в тигель. С помощью индукционного нагрева смесь расплавлялась, потом в расплав порционно добавляли смесь δίΟ2+Α1 в стехиометрическом соотношении и выдерживали до полного расплавления и восстановления кремния из диоксида алюминием. Образовавшийся кремний собирался на поверхности расплава. Отделение кремния от шлака проводили с помощью дренажной системы, которая состоит из двух графитовых трубок для отдельного слива кремния и шлака и графитовой перегородки, находящейся на расстоянии 5 мм от дна тигля. Дренажная система позволяет отдельно сливать кремний и шлак в изложницу.
Недостатком этой системы является сложность изготовления и эксплуатации дренажной системы в промышленном варианте, выделение алюминия из оксида растворенного в шлаке электролиза и то, что не происходит очистка получаемого чистого кремния от фосфора методом алюминотермии.
Технической задачей предлагаемого изобретения является получение чистого кремния из полупродуктов (кварцевая мелочь, пыль кремниевого производства (микрокремнезем)).
Предлагаемое техническое решение позволяет получить металлургический кремний повышенной чистоты, за счет того, что очистка от трудноудаляемых примесей бора и фосфора происходит в единой технологической операции одновременно, алюминотермическое восстановление кремния и рафинирование его активными силикатными шлаками от бора и фосфора.
При решении задачи предлагаемым способом достигается новый технический результат, заключающийся в получении кремния повышенной частоты из полупродуктов (кварцевая мелочь, пыль кремниевого производства (микрокремнезем)), и в целях экономической целесообразности, образующийся высокоглиноземистый цемент предполагается использовать в качестве строительного материала.
Способ осуществляется следующим образом:
Отделение шлака от кремния при охлаждении происходит за счет фазового перехода двухкальциевого силиката из β-фазы в γ-фазу. В предлагаемом изобретении смесь состава (СаО, δίθ2, СаР2), в которой количество δίθ2 (окислителя) больше чем восстановителя (Α1) по стехиометрическому соотношению, перемешивали и 1/4 часть смеси загружали в графитовый тигель и с помощью индукционного нагрева расплавляли. Оставшуюся смесь делили на три равные части, которые порционно загружали в расплавленную смесь с добавлением металлического алюминия. Количество алюминия берется в избыточном количестве, необходимом для восстановления кремния из диоксида.
Затем смесь шлака и кремния сливается в изложницу, и в дальнейшем расплав рафинируется от алюминия и кальция. За счет разной плотности кремния и шлака происходит разделение этих компонентов. При охлаждении смеси шлак распадается в порошок. За счет этого происходит отделение шлака от кремния.
Очистка полученного металлургического кремния методом алюминотермии от фосфора, осуществляется путем счет подбора оптимального соотношения СаО/8Ю2 и количество алюминия растворенного в кремнии. Коэффициент очистки по фосфору составляет 100%.
При помощи способа, заявленном в изобретении, был получен кремний по трудноудаляемым примесям следующей чистоты, рршет: В - 1,5; Р<0,5.
Отличительной особенностью предлагаемого технического решения является то, что благодаря подбору состава шлака в единой технологической операции одновременно объединяются два этапа: алюминотермическое восстановление кремния и рафинирование его активными силикатными шлаками от бора и фосфора, а также от кальция, алюминия, которое в традиционных технологиях является раздельными. Получение металлургического кремния повышенной чистоты по трудноудаляемым примесям
- 1 029631
бору и фосфору осуществляется методом алюминотермии за счет оптимального подбора отношения СаО/8Ю2 и подбора количество алюминия, растворенного в кремнии.
Способ получения металлургического кремния повышенной чистоты по трудноудаляемым примесям бора и фосфора из кварцевой мелочи и отходов кремниевого и ферросплавного производства (микрокремнезема) методом алюминотермии может быть использован при изготовлении солнечных модулей.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСпособ получения металлургического кремния повышенной чистоты из кремнийсодержащих полупродуктов (кварцевая мелочь, пыль кремниевого производства (микрокремнезем)) методом алюминотермии при порционном введение смеси, состоящей из кварцсодержащего сырья и алюминия, в предварительно расплавленный шлак с последующим отделением шлака от кремния, отличающийся тем, что используют исходную смесь при соотношении СаО/8Ю2>1. количество алюминия, растворенного в кремнии, поддерживают на уровне 5-7%, а отделение шлака от кремния осуществляют путем охлаждения смеси.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KZ20160824 | 2016-09-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201650054A1 EA201650054A1 (ru) | 2018-03-30 |
| EA029631B1 true EA029631B1 (ru) | 2018-04-30 |
Family
ID=61837347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201650054A EA029631B1 (ru) | 2016-09-15 | 2016-11-03 | Способ получения металлургического кремния повышенной чистоты из кремнийсодержащих полупродуктов (кварцевая мелочь, пыль кремниевого производства (микрокремнезем)) методом алюминотермии |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA029631B1 (ru) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4457903A (en) * | 1982-03-11 | 1984-07-03 | Heliotronic Forshungs Und Entwicklungsgesellschaft Fur Solarzellen Grundstoffe Mbh | Semicontinuous process for the production of pure silicon |
| EA200700341A1 (ru) * | 2004-10-12 | 2007-08-31 | Министерство Образования И Науки Республики Казахстан Республиканское Государственное Предприятие "Центр Химико-Технологических Исследований" Дочернее Государственное Предприятие "Физико-Технический Институт" | Способ получения чистого кремния |
-
2016
- 2016-11-03 EA EA201650054A patent/EA029631B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4457903A (en) * | 1982-03-11 | 1984-07-03 | Heliotronic Forshungs Und Entwicklungsgesellschaft Fur Solarzellen Grundstoffe Mbh | Semicontinuous process for the production of pure silicon |
| EA200700341A1 (ru) * | 2004-10-12 | 2007-08-31 | Министерство Образования И Науки Республики Казахстан Республиканское Государственное Предприятие "Центр Химико-Технологических Исследований" Дочернее Государственное Предприятие "Физико-Технический Институт" | Способ получения чистого кремния |
| EA009888B1 (ru) * | 2004-10-12 | 2008-04-28 | Министерство Образования И Науки Республики Казахстан Республиканское Государственное Предприятие "Центр Химико-Технологических Исследований" Дочернее Государственное Предприятие "Физико-Технический Институт" | Способ получения чистого кремния |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201650054A1 (ru) | 2018-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102259865B (zh) | 一种冶金法多晶硅渣洗除硼工艺 | |
| CN102219221B (zh) | 一种定向凝固造渣精炼提纯多晶硅的方法 | |
| CN102583389A (zh) | 一种炉外精炼提纯工业硅的方法 | |
| BR0211193B1 (pt) | processo de produção de silìcio de qualidade fotovoltáica a partir de silìcio metalúrgico afinado ao oxigênio ou ao cloro e contendo menos de 500 ppm de elementos metálicos. | |
| CN109292779A (zh) | 一种用高硅废料造渣精炼生产高纯硅/硅合金的方法 | |
| CN107572532A (zh) | 一种钛硅物料直接制备高纯硅和钛硅合金的方法 | |
| US11780734B2 (en) | Process for the production of commercial grade silicon | |
| JP6017688B2 (ja) | シリコンを精製するための方向性凝固において有用なフラックス組成物 | |
| KR20140015255A (ko) | 규소를 정제하기 위한 형석/요오드화 공정 | |
| CN101575733A (zh) | 一种工业化生产太阳能级多晶硅的方法 | |
| EA009888B1 (ru) | Способ получения чистого кремния | |
| CN103526049B (zh) | 一种火法冶炼锑除砷的方法 | |
| CN103343384A (zh) | 一种分离过共晶铝硅合金的装置及应用 | |
| EA029631B1 (ru) | Способ получения металлургического кремния повышенной чистоты из кремнийсодержащих полупродуктов (кварцевая мелочь, пыль кремниевого производства (микрокремнезем)) методом алюминотермии | |
| CN112110450A (zh) | 一种冶金级硅中杂质硼去除的方法 | |
| CN103833036B (zh) | 一种低成本刚玉坩埚造渣除硼的方法 | |
| UA85719U (ru) | СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ красных шламов | |
| Syvertsen et al. | Remelting and purification of Si-kerf for PV-wafers | |
| Kawamura et al. | Reductive removal of phosphorus in silicon using CaO-CaF2 slag | |
| CN107089665B (zh) | 晶体硅提纯集成系统 | |
| US9352970B2 (en) | Method for producing silicon for solar cells by metallurgical refining process | |
| CN101037207A (zh) | 高纯镁橄榄石晶体材料的工业化生产方法 | |
| RU2588627C1 (ru) | Способ рафинирования металлургического кремния | |
| CN203429279U (zh) | 一种分离过共晶铝硅合金的装置 | |
| CN108658080A (zh) | 氧化处理提纯金属硅的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |