JP2011512314A - シリカの還元 - Google Patents
シリカの還元 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011512314A JP2011512314A JP2010547004A JP2010547004A JP2011512314A JP 2011512314 A JP2011512314 A JP 2011512314A JP 2010547004 A JP2010547004 A JP 2010547004A JP 2010547004 A JP2010547004 A JP 2010547004A JP 2011512314 A JP2011512314 A JP 2011512314A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- silica
- reaction chamber
- silicon
- oxygen
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/12—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/02—Silicon
- C01B33/021—Preparation
- C01B33/023—Preparation by reduction of silica or free silica-containing material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
【解決手段】シリカを、一酸化炭素を含むが、元素状炭素を含まない還元ガスと反応させることを含むシリコンを生成するための方法。炭素を酸素と反応させて、一酸化炭素を含むが、元素状炭素を含まない還元ガスを発生させるための炭素燃焼室と;元素状炭素を含まない還元ガスをシリカと反応させるための反応室であって、炭素燃焼室と連通する反応室と;反応室の温度を調節するための温度調節器と;シリカを前記反応室に収容するための、反応室と連通しているシリカ取入口と;シリコンを反応室から出すための、反応室と連通しているシリカ排出口とを備えるシリコンを生成するための反応炉。
【選択図】図1
Description
炭素を酸素と反応させて、一酸化炭素を含むが、元素状炭素を含まない還元ガスを発生させるための炭素燃焼室と、
元素状炭素を含まない還元ガスをシリカと反応させるための反応室であって、炭素燃焼室と連通する反応室と、
反応室の温度を調節するための温度調節器と、
シリカを反応室に収容するための、反応室と連通しているシリカ取入口と、
シリコンを反応室から出すための、反応室と連通しているシリカ排出口とを備える。
炭素を酸素と反応させて、一酸化炭素を含むが、元素状炭素を含まない還元ガスを発生させるための炭素燃焼室と、
元素状炭素を含まない還元ガスをシリカと反応させるための反応室であって、炭素燃焼室と連通する反応室と、
反応室の温度を調節するための温度調節器と、
シリカを反応室に収容するための、反応室と連通しているシリカ取入口と、
シリコンを反応室から出すための、反応室と連通しているシリカ排出口とを備える反応炉を提供することと、
酸素と炭素とを炭素燃焼室に供給することと、
炭素を酸素と反応させて、一酸化炭素を含むが、元素状炭素を含まない還元ガスを発生させることと、
還元ガスとシリカとを反応室に供給することと、
還元ガスとシリカとを反応させてシリコンと排出ガスとを生成することとを含む。
SiO2+2CO→Si+2CO2
として示すことができる。
a)シリカを四フッ化ケイ素に変換する工程と、
b)四フッ化ケイ素を精製する工程と、
c)場合によりフルオロケイ酸が不安定になる温度で、四フッ化ケイ素を加水分解して精製シリカを生成する工程とを含むことができる。
d)工程b)から得られた四フッ化ケイ素の一部を加水分解して、フルオロケイ酸とシリカを生成し、工程b)のフルオロケイ酸を使用する工程を含むことができる。工程c)およびd)から得られるシリカを組み合わせて、精製シリカ生成物を形成することができる。
e)精製シリカを洗浄する工程と、
f)精製シリカを乾燥させる工程とのうちの一方または両方を含むことができる。
i)工程a)は、フッ化水素酸とフルオロケイ酸の混合物の使用を含むことができ、
ii)工程b)は、四フッ化ケイ素をフルオロケイ酸に接触させる工程を含むことができ、
iii)工程c)は、蒸気を使用して工程b)から得られた四フッ化ケイ素の第1の部分を加水分解して精製シリカを生成する工程を含むことができ、
iv)この方法は、加えて、以下の工程を含むことができる:
工程b)から得られた四フッ化ケイ素の第2の部分を加水分解して、フルオロケイ酸と精製シリカとを生成し、このフルオロケイ酸が工程b)で使用される、工程と、
工程b)から得られたフルオロケイ酸をフッ化水素と四フッ化ケイ素とに変換し、フッ化水素と四フッ化ケイ素を乾燥させる工程であって、これにより、フッ化水素は、工程a)で使用されるフッ化水素酸を生成するために使用され、四フッ化ケイ素は、工程a)で使用するフルオロケイ酸を生成するか、または工程a)で生成される四フッ化ケイ素を補うか、またはその両方のために使用される工程。
a)シリカを四フッ化ケイ素に変換するための反応炉と、
b)精製剤を使用して四フッ化ケイ素を精製するための第1の精製装置と、
c)場合によりフルオロケイ酸が不安定になる温度で、四フッ化ケイ素を加水分解して精製シリカを生成するための加水分解装置(例えば、高温加水分解装置)とを備えるシステムを備えることができる。
d)第1の精製装置からの精製加水分解性シリコン種の一部を加水分解して精製剤とシリカとを生成するための低温加水分解装置と、
e)精製加水分解性シリコン種のその一部を低温加水分解装置に迂回させるための迂回装置とを備えることができる。
d)精製シリカを洗浄するための洗浄装置と、
e)精製シリカを乾燥させるための乾燥装置とのうちの一方または両方を備えることができる。
第1の精製装置からの精製四フッ化ケイ素の第2の部分を加水分解してフルオロケイ酸とシリカとを生成するための低温加水分解装置と、
精製四フッ化ケイ素のその一部を低温加水分解装置に迂回させるための迂回装置と、
第1の精製装置からのフルオロケイ酸から不純物を取り除き、フルオロケイ酸をフッ化水素と四フッ化ケイ素とに変換するための蒸留装置と、
蒸留装置からのフッ化水素と四フッ化ケイ素とから水分を取り除くための乾燥装置と、
乾燥装置からのフッ化水素と四フッ化ケイ素とを反応炉に送るための精製装置リサイクルシステムとを備えることができる。
Claims (20)
- シリカを、一酸化炭素を含むが、元素状炭素を含まない還元ガスと反応させることを含む、シリコンを生成するための方法。
- 元素状炭素を酸素と反応させることによって還元ガスを発生させることを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記シリカを、加熱された反応室内で前記還元ガスと反応させる、請求項1または2に記載の方法。
- 前記加熱された反応室の温度が調節される、請求項3に記載の方法。
- 前記シリカを、シリコンの融点より高い温度で前記還元ガスと反応させる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記シリコンが、固化される前に脱気される、請求項5に記載の方法。
- 前記方法によって生じる排出ガスを酸化して、その中に含まれる実質的にすべての一酸化炭素を二酸化炭素に変換し、それによって酸化排出ガスを生成させる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記酸化排出ガスが、前記方法のための原材料を予熱するのに使用される、請求項7に記載の方法。
- 前記シリカが、少なくとも約99.9重量%の純度である請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法によって生成されるシリコン。
- シリコンを生成するための反応炉であって、
炭素を酸素と反応させて、一酸化炭素を含むが、元素状炭素を含まない還元ガスを発生させるための炭素燃焼室と、
元素状炭素を含まない前記還元ガスをシリカと反応させるための反応室であって、前記炭素燃焼室と連通する反応室と、
前記反応室の温度を調節するための温度調節器と、
前記シリカを前記反応室に収容するための、前記反応室と連通しているシリカ取入口と、
前記シリコンを前記反応室から出すための、前記反応室と連通しているシリカ排出口とを備えるシリコンを生成するための反応炉。 - 前記シリコンが前記反応室を出た後に前記シリコンを脱気するための脱気装置をさらに備える、請求項11に記載の反応炉。
- 前記シリカが前記反応室に入る前に前記シリカを予熱するためのシリカ予熱装置をさらに備える、請求項11または12に記載の反応炉。
- 前記炭素または前記酸素のいずれかまたは前記炭素と前記酸素の両方を予熱するための少なくとも1つの予熱装置をさらに備える、請求項11〜13のいずれか一項に記載の反応炉。
- 前記炭素、前記酸素、および前記シリカのうちの少なくとも1つを予熱するために、前記反応室からの排出ガス、または前記排出ガスの酸化によって得られる酸化排出ガス、またはその両方を前記予熱装置のうちの少なくとも1つに送るための配管を備える、請求項13または14に記載の反応炉。
- 前記反応室からの排出ガス中の一酸化炭素を酸化して二酸化炭素にし、酸化排出ガスを発生させるための排出ガス燃焼室を備える、請求項11〜15のいずれか一項に記載の反応炉。
- 前記炭素、前記酸素、および前記シリカのうちの1つまたは複数の流れを調節するための1つまたは複数の流量調節器をさらに備える、請求項11〜16のいずれか一項に記載の反応炉。
- 前記反応室は、蓄熱ユニットと熱的に連通する、請求項11から17のいずれか一項に記載の反応炉。
- シリコンを生成するための方法であって、
炭素を酸素と反応させて、一酸化炭素を含むが、元素状炭素を含まない還元ガスを発生させるための炭素燃焼室と、
元素状炭素を含まない前記還元ガスをシリカと反応させるための反応室であって、前記炭素燃焼室と連通する反応室と、
前記反応室の温度を調節するための温度調節器と、
前記シリカを前記反応室に収容するための、前記反応室と連通しているシリカ取入口と、前記シリコンを前記反応室から出すための、前記反応室と連通しているシリカ排出口とを備える反応炉を提供することと、
酸素と炭素とを前記炭素燃焼室に供給することと、
前記炭素を前記酸素と反応させて、一酸化炭素を含むが、元素状炭素を含まない還元ガスを発生させることと、
前記還元ガスと前記シリカとを前記反応室に供給することと、
前記還元ガスと前記シリカとを反応させて前記シリコンと排出ガスとを生成することとを含むシリコンを生成するための方法。 - シリコンを生成するための、請求項11〜18のいずれか一項に記載の反応炉の使用。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008010744A DE102008010744B4 (de) | 2008-02-20 | 2008-02-20 | Reduktion von Siliziumdioxid |
PCT/AU2009/000192 WO2009103120A1 (en) | 2008-02-20 | 2009-02-19 | Reduction of silica |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011512314A true JP2011512314A (ja) | 2011-04-21 |
Family
ID=40936021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010547004A Pending JP2011512314A (ja) | 2008-02-20 | 2009-02-19 | シリカの還元 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2247531A4 (ja) |
JP (1) | JP2011512314A (ja) |
CN (1) | CN102089243A (ja) |
AU (1) | AU2009217230A1 (ja) |
DE (1) | DE102008010744B4 (ja) |
WO (1) | WO2009103120A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104150484A (zh) * | 2013-05-13 | 2014-11-19 | 苏州晶科新能源装备科技有限公司 | 一种封闭式高纯金属硅还原炉 |
CN104645885A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-05-27 | 东至绿洲环保化工有限公司 | 一种有机硅的制造设备 |
CN104645882A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-05-27 | 东至绿洲环保化工有限公司 | 一种有机硅合成设备 |
CN104609424A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-05-13 | 东至绿洲环保化工有限公司 | 一种有机硅制作炉 |
EP3700860A4 (en) * | 2017-10-27 | 2021-08-11 | Northern Silicon Inc. | SYSTEM AND PROCESS FOR MANUFACTURING HIGHLY PURE SILICON |
CN114074942B (zh) * | 2021-11-17 | 2023-03-07 | 青岛科技大学 | 一种利用焦耳热制备单质硅的方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63147813A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-20 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 金属珪素の製造方法 |
JPH028310A (ja) * | 1988-06-25 | 1990-01-11 | Nkk Corp | 高炉の低Si操業法 |
JPH04231315A (ja) * | 1990-08-13 | 1992-08-20 | Dow Corning Corp | 直流炉におけるケイ素の溶解法 |
JPH05132308A (ja) * | 1990-12-12 | 1993-05-28 | Dow Corning Corp | ケイ素溶融炉中の炭素バランスの制御 |
JPH1160229A (ja) * | 1997-08-07 | 1999-03-02 | Nippon Steel Corp | シリコンの製造方法 |
JPH11343111A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-12-14 | Kobe Steel Ltd | 高純度金属Siの製造方法 |
JP2009078937A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Daido Steel Co Ltd | 金属珪素の製造装置 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB326227A (en) * | 1928-12-01 | 1930-03-03 | Ig Farbenindustrie Ag | Process for the continuous manufacture of carbon monoxide |
BE437031A (ja) * | 1938-11-18 | |||
US3215522A (en) * | 1960-11-22 | 1965-11-02 | Union Carbide Corp | Silicon metal production |
DE2924584A1 (de) * | 1979-06-19 | 1981-01-15 | Straemke Siegfried | Verfahren zur herstellung von silicium fuer solarzellen |
DE3000802A1 (de) * | 1980-01-11 | 1981-07-30 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zur herstellung vn silizium |
US4457902A (en) * | 1980-10-24 | 1984-07-03 | Watson Keith R | High efficiency hydrocarbon reduction of silica |
SE435370B (sv) * | 1981-10-20 | 1984-09-24 | Skf Steel Eng Ab | Sett att framstella kisel |
SE461037B (sv) * | 1987-10-09 | 1989-12-18 | Skf Plasma Tech | Saett att av kol och kiseldioxid kontinuerligt framstaella flytande kisel i en reaktor |
US4865643A (en) * | 1988-02-17 | 1989-09-12 | Globe Metallurgical, Inc. | Smelting process for making elemental silicon and alloys thereof, and apparatus therefor |
US4997474A (en) * | 1988-08-31 | 1991-03-05 | Dow Corning Corporation | Silicon smelting process |
NO318956B1 (no) * | 2001-11-16 | 2005-05-30 | Elkem Materials | Fremgangsmate og reaktor for fremstilling av silisium |
CN1876567A (zh) * | 2005-06-08 | 2006-12-13 | 上海广济硅材料有限公司 | 一种冶炼化学级金属硅的还原剂 |
NO20061105L (no) * | 2006-03-07 | 2007-09-10 | Kopperaa Miljoinvest As | Fremstilling av rent silisium metall og amorf silika ved reduksjon av kvarts (Sio2) |
CN1962434A (zh) * | 2006-10-31 | 2007-05-16 | 锦州新世纪石英玻璃有限公司 | 一种锌还原法生产多晶硅的工艺 |
-
2008
- 2008-02-20 DE DE102008010744A patent/DE102008010744B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-02-19 JP JP2010547004A patent/JP2011512314A/ja active Pending
- 2009-02-19 AU AU2009217230A patent/AU2009217230A1/en not_active Abandoned
- 2009-02-19 EP EP09712975A patent/EP2247531A4/en not_active Withdrawn
- 2009-02-19 WO PCT/AU2009/000192 patent/WO2009103120A1/en active Application Filing
- 2009-02-19 CN CN2009801139165A patent/CN102089243A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63147813A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-20 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 金属珪素の製造方法 |
JPH028310A (ja) * | 1988-06-25 | 1990-01-11 | Nkk Corp | 高炉の低Si操業法 |
JPH04231315A (ja) * | 1990-08-13 | 1992-08-20 | Dow Corning Corp | 直流炉におけるケイ素の溶解法 |
JPH05132308A (ja) * | 1990-12-12 | 1993-05-28 | Dow Corning Corp | ケイ素溶融炉中の炭素バランスの制御 |
JPH1160229A (ja) * | 1997-08-07 | 1999-03-02 | Nippon Steel Corp | シリコンの製造方法 |
JPH11343111A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-12-14 | Kobe Steel Ltd | 高純度金属Siの製造方法 |
JP2009078937A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Daido Steel Co Ltd | 金属珪素の製造装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2009217230A1 (en) | 2009-08-27 |
EP2247531A4 (en) | 2013-02-20 |
EP2247531A1 (en) | 2010-11-10 |
DE102008010744B4 (de) | 2010-09-30 |
CN102089243A (zh) | 2011-06-08 |
WO2009103120A1 (en) | 2009-08-27 |
DE102008010744A1 (de) | 2009-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100436315C (zh) | 硅的制造方法 | |
CN1207192C (zh) | 高纯硅的制造方法及装置 | |
JP2011512314A (ja) | シリカの還元 | |
TWI474976B (zh) | 在涉及歧化操作之實質上封閉迴路方法中之多晶矽製造 | |
US20110229398A1 (en) | Fluidized bed reactor, the use thereof, and a method for the energy-independent hydrogenation of chlorosilanes | |
JPS63367B2 (ja) | ||
US20110262338A1 (en) | Method and system for the production of pure silicon | |
TWI778941B (zh) | 以矽石製造高純度矽的裝置及方法 | |
JP4038110B2 (ja) | シリコンの製造方法 | |
JP5768714B2 (ja) | シリコンの製造方法 | |
CN101137575B (zh) | 高纯硅的制备方法 | |
CN101687652A (zh) | 再循环高纯硅金属的方法 | |
CN104024159A (zh) | 氯代聚硅烷的制造方法及流化床反应装置 | |
TW201031590A (en) | Plant for producing silicon with improved resource utilization | |
CN110167878A (zh) | 多晶硅制造方法 | |
EP2530187A1 (en) | Refining of silicon by directional solidification in an oxygen-containing atmosphere | |
US20080308970A1 (en) | Process for melting silicon powders | |
JPS6221706A (ja) | トリクロルシランを介する珪素または珪素化合物の循環的製造方法 | |
JP2009208995A (ja) | シリコンの製造装置 | |
US20110182795A1 (en) | Reduction of silica | |
JP2013112589A (ja) | トリクロロシラン製造方法及び製造装置 | |
CN103922344A (zh) | 回收制备太阳能级硅材料的方法 | |
JP5217162B2 (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 | |
WO2009128501A1 (ja) | シリコンの製造方法 | |
JP5584712B2 (ja) | シリコン精製方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120210 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130826 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130829 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20131129 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20131206 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20140106 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20140114 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20140129 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20140205 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140421 |