JPH0531488B2 - - Google Patents
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- JPH0531488B2 JPH0531488B2 JP61226550A JP22655086A JPH0531488B2 JP H0531488 B2 JPH0531488 B2 JP H0531488B2 JP 61226550 A JP61226550 A JP 61226550A JP 22655086 A JP22655086 A JP 22655086A JP H0531488 B2 JPH0531488 B2 JP H0531488B2
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Description
〈発明の目的〉
産業上の利用分野
本発明は金属珪素（以下、単に金属Siという。）
の製造方法およびその装置に係り、詳しくは、純
度99.999％以上の高純度を要求する太陽電池用金
属Siを経済的に効率よく製造する方法およびその
装置に係る。 従来の技術 従来、金属Siの製造方法は塊状の珪石を固体炭
素、主として、コークス、石炭によりアーク炉を
用いて還元する方法が一般的であるが、この方法
で得られる金属Siは珪石や炭材内に含まれる鉄、
チタン、アルミニウム等の不純物が同時に還元さ
れるため、純度が98〜99％である。 しかるに、最近、高純度の金属Siが太陽電池等
に利用されるようになり、99.999％以上という高
純度が要求されている。一般に、この高純度の金
属Siを製造する原料としては、天然の珪石を精製
した珪石を使用するため、珪石は粉末状あるいは
数mmφ以下という細かい粒状原料となり、従来方
法ではそのまま使用できない。この対策を行なつ
た方法としては、特開昭57−111223号公報に示さ
れる方法があるが、この場合には、原料珪石を３
〜12mmφに塊成化する工程が必要であり、不純物
の混入や経済的な点から不利である。 また、粉末状に精製した珪石をそのまま用いる
方法としては、特開昭61−117110号公報で提案さ
れている方法がある。第４図にこの方法での装置
図を示す。珪石は吹込みノズル３を通して炉体下
部に吹込まれる。炉体下部では、アークにより
2000℃以上に加熱され、珪石は電極３や装入物６
と反応し、SiOガスを発生する。このSiOガスが
炉体上部で炭素等の装入物６と反応し、SiCおよ
びSiが生成する。これらの反応式は下記のように
なる。 炉体下部の反応 SiO2＋Ｃ→SiO＋CO ……(1) 2SiO2＋SiC→3SiO＋CO ……(2) 炉体上部の反応 SiO＋2C→SiC＋CO ……(3) SiO＋SiC→2Si＋CO ……(4) 炉体上部の反応は、SiOを消費し、COを発生
する反応であるために、熱力学的にPSiO／PCOが大
きいほうが有利であるが、炉体下部では(1)および
(2)の反応が起こるため、PSiO／PCOは１〜３の範囲
となり、金属Si製造の歩留りがきわめて低く、炉
外にでるSiOを回収するためにサイクロン等の回
収設備が必要となる。 発明が解決しようとする問題点 本発明はこれら問題点の解決を目的とし、具体
的には、従来方法では通気性の悪化等を防ぐため
に、精製された細粒状の珪石原料の塊成化等の事
前処理が必要であり、また、細粒の珪石を直接使
用する方法においても、珪石が炉内のＣやSiCと
反応するためにSiOガス濃度が低く、金属Si製造
の歩留りが低いという問題点を解決する手段を提
供することを目的とする。 〈発明の構成〉 問題点を解決するための手段ならびにその作用 本発明は、1600〜2300℃に保持した溶融金属珪
素の湯溜り部に粉状、粒状若しくはペレツト状の
珪石を吹込ノズルより直接に吹込み、珪石を溶融
金属珪素と反応させてSiOガスを発生させ、前記
SiOガスを1600〜2400℃に保持した(a)炭素およ
び／若しくは炭素含有物質、あるいは(b)これらの
うち少なくとも一方と、炭化珪素若しくは珪石の
うち少なくとも一方との混合物を充填したシヤフ
ト炉に導入還元し、金属珪素を製造する製造方法
およびその装置を特徴とする。 以下、図面を用いて本発明の手段たる構成なら
びに作用を説明すると、次の通りである。 第１図は本発明方法を実施する装置の一例を示
す縦断面図であり、第２図ａおよびｂは第１図に
おける溶湯への珪石の吹込方法の一例として下吹
き法および上吹き法を示す説明図であり、第３図
は本発明方法を実施する装置の他の例を示す縦断
面図であり、第４図は従来法を実施する装置の一
例を示す縦断面図である。 従来から、電気炉内で金属Siを製造するに際し
て、総括的には、次の(5)式の反応によつて金属Si
が製造されている。 SiO2＋2C→Si＋2CO ……(5) しかし、実際には(5)式の反応は次のような各素
反応に分解され、これらの素反応が併行して起こ
つているものと考えられる。 SiO2＋Ｃ→SiO＋CO ……(6) SiO2＋3C→SiC＋2CO ……(7) 2SiO2＋SiC→3SiO＋CO ……(8) SiO2＋Si→2SiO ……(9) SiO＋2C→SiC＋CO …(10) SiO＋Ｃ→Si＋CO ……(11) SiO＋SiC→2Si＋CO ……(12) このような反応が起こつている電気炉におい
て、粉状の珪石を使用すると、塊状の珪石に比較
して反応性が良いことから(6)式の反応が起こり、
これにより多量のSiOが発生し、その一部が外部
に飛散し歩留りの低下を引起こす。この問題を解
決するために、特開昭61−117110号公報では珪石
を炉下部に吹込み、アーク火点で(6)式および(8)式
の反応でSiOを発生させる。このSiOは炉上部か
ら装入されるＣ又はSiCと1800℃以上の温度で反
応し、(10)式および(12)式に示す反応で金属Si又は
SiCを生成する。すなわち、(6)式および(8)式は
SiOとCOの生成反応であるのに対して、(10)式お
よび(12)式はSiOを消費し、COを生成する反応と
なる。本発明者等の詳細な熱力学的検討によれば
(6)式および(8)式の反応で生成するSiO／COの比
は1.67〜2.48であるのに対して、(12)式のSi生成反
応での平衡時のSiO／COは0.45〜0.95となる。こ
のため、(6)式および(8)式で発生したSiOのうちSi
生成に寄与する割合は、20〜50％にすぎない。こ
の原因は(6)式および(8)式の反応によつて生成する
SiOガスが、反応の副生成物であるCOガスによ
つて希釈されるために、その後の(12)式の反応にお
けるSiOの利用効率が低下することにある。 以上の知見より本発明者等は、炉底に溜つてい
る金属Siの溶湯に珪石を直接吹込むことよりなる
全く新しい金属Siの製造方法を発明するに至つ
た。 すなわち、金属Siの溶湯に珪石を吹込むと(9)式
の反応によつてSiOを発生するが、この反応は
COを発生しないために、(12)式のSi生成反応に
SiOが50％以上消費されることになり、SiOの利
用効率を大巾に向上させることができる。また、
その際に、(9)式の反応は1600℃以上の温度範囲で
進行するが、SiOの蒸気圧が１気圧以上になる
と、1850℃以上に保持することが一層好ましく、
また、2300℃以上の温度になると、Siの蒸気圧が
10-2気圧以上となつてSiの蒸発ロスが大きくなる
ので最高温度は2300℃以下にすることが好まし
い。 従つて、金属Siの溶湯温度は1600〜2300℃、更
に好ましくは1850〜2300℃に保持することが好ま
しい。発生したSiOは外部より加熱したシヤフト
炉内で(11)式および(12)式の反応によつて金属Siに還
元される。この外部加熱４は例えば高周波誘導加
熱法を使用して、装置外壁および装入物を1600℃
以上に加熱することによりSi生成の反応である(11)
式および(12)式を安定して進行させることができる
が、一層平衡時のSiO／CO比が1.0以下になる
2000℃以上に加熱するのが良い。しかし、2400℃
以上になるとSiCの蒸気圧が10-3気圧以上になり、
蒸発したSiCがシヤフト炉上部の低温部で凝縮
し、通気性を悪化させる原因となるので2400℃以
下にすることが望ましい。 ここで生成した金属Siは湯溜り１０にたまり、
出湯口５から金属Siが得られる。 以上のように、本発明方法によつて金属Siを製
造する際に次の通りの製造装置を用いると、金属
Siの回収率を一層高めることができる。 すなわち、第１図は本発明方法を実施する装置
の一例の縦断面図であつて、本発明装置はSiO発
生部Ａ、還元剤の充填層Ｂおよび金属Siの湯溜り
部Ｃからなる。SiO発生部Ａは、珪石を吹込みノ
ズル３から1600〜2300℃に保持した金属Siの湯溜
り１２に吹込み、両者を反応させてSiOを発生さ
せる。珪石の吹込み方法としては第２図ａに示す
ように下吹き法、第２図ｂに示すように上吹き法
とがあるが、溶湯への珪石の供給は、特にこのよ
うな吹込み方法に限定するものではない。また、
反応を安定に進行させるために溶湯を電極２によ
るアーク加熱によつて1600〜2300℃とするが、加
熱方法としてはアーク加熱以外にプラズマ、抵抗
加熱、高周波誘導コイル等による加熱等が可能で
ある。還元剤充填層Ｂは、還元剤として炭素およ
び／若しくは炭素含有物質、あるいはこれらのう
ち少なくとも一方と炭化珪素若しくは珪石を充填
した炉体１と、充填層内を1600〜2400℃に加熱す
る高周波誘導コイル４からなつている。SiO発生
部Ａで発生したSiOガスは連通管１４を通つて充
填層Ｂで反応し、SiCおよびSiを生成する。充填
層の加熱方法としては、高周波誘導コイル以外に
抵抗加熱等が可能である。また、連通管１４内や
充填層Ｂ内ではSiOが凝縮しないように1700℃以
上にコントロールする必要がある。このため、連
通管にはヒーター１５を取付け、温度をコントロ
ールする。充填層Ｂで生成した溶融金属Siは炉体
内を滴下し、湯溜り部Ｃに溜る。湯溜り部Ｃは溶
融金属Siの溜り１０と出湯口５および反応部Ａと
の連通管１３からなる。溜り１０に溜つた溶融金
属Siは出湯口５を通じて炉外に排出されるのと同
時に連通管１３を通じてSiO発生部Ａへ行き、
SiO発生反応のために消費される。 第３図は本発明方法を実施する装置の他の例を
示し、SiO発生部Ａと湯溜り部Ｃとを共用してい
る例を示す。 すなわち、シヤフト炉下部に設けられた湯溜り
部１０を電極２によるアーク火熱により1600〜
2300℃に保持し、これに吹込ノズル３により粉末
珪石を直接吹込んでSiOを発生させる。発生した
SiOは1600〜2400℃に加熱された還元剤充填層Ｂ
内で金属Siに還元され、下部の湯溜り部１０に溜
り、出湯口５より排出される。 吹込ノズル３から吹込む珪石は、粉状、粒状お
よびペレツト状のものを使用する。従つて、高純
度に精製した珪石を塊成化の工程なしで、粉状若
しくは粒状で使用することができる。また、還元
剤としては、炭素および／若しくは炭素含有物、
あるいはこれらのうち少なくとも一方と、炭化珪
素若しくは珪石のうち少なくとも一方との混合物
とが用いられる。これらの還元剤は高純度に精製
されている場合には、一般に粉状となつているの
で砂糖、フエノール樹脂、澱粉等の結合剤で塊成
化したものを用いると炉内の通気性を十分に確保
することができる。 実施例 以下、実施例によつて更に説明する。 第１図に示す本発明装置を用いた場合と第４図
に示す従来法の小型アーク炉（100KW）を使用
した場合との操業結果の比較を第１表に示す。 第１表の対比から明らかなように、本発明方法
の金属Siの歩留りは、従来法のSiOを回収する場
合と同等であり、更に、電力原単位を16KW／Kg
−Siに減少させることができ、本発明方法が有利
であることが分る。
の製造方法およびその装置に係り、詳しくは、純
度99.999％以上の高純度を要求する太陽電池用金
属Siを経済的に効率よく製造する方法およびその
装置に係る。 従来の技術 従来、金属Siの製造方法は塊状の珪石を固体炭
素、主として、コークス、石炭によりアーク炉を
用いて還元する方法が一般的であるが、この方法
で得られる金属Siは珪石や炭材内に含まれる鉄、
チタン、アルミニウム等の不純物が同時に還元さ
れるため、純度が98〜99％である。 しかるに、最近、高純度の金属Siが太陽電池等
に利用されるようになり、99.999％以上という高
純度が要求されている。一般に、この高純度の金
属Siを製造する原料としては、天然の珪石を精製
した珪石を使用するため、珪石は粉末状あるいは
数mmφ以下という細かい粒状原料となり、従来方
法ではそのまま使用できない。この対策を行なつ
た方法としては、特開昭57−111223号公報に示さ
れる方法があるが、この場合には、原料珪石を３
〜12mmφに塊成化する工程が必要であり、不純物
の混入や経済的な点から不利である。 また、粉末状に精製した珪石をそのまま用いる
方法としては、特開昭61−117110号公報で提案さ
れている方法がある。第４図にこの方法での装置
図を示す。珪石は吹込みノズル３を通して炉体下
部に吹込まれる。炉体下部では、アークにより
2000℃以上に加熱され、珪石は電極３や装入物６
と反応し、SiOガスを発生する。このSiOガスが
炉体上部で炭素等の装入物６と反応し、SiCおよ
びSiが生成する。これらの反応式は下記のように
なる。 炉体下部の反応 SiO2＋Ｃ→SiO＋CO ……(1) 2SiO2＋SiC→3SiO＋CO ……(2) 炉体上部の反応 SiO＋2C→SiC＋CO ……(3) SiO＋SiC→2Si＋CO ……(4) 炉体上部の反応は、SiOを消費し、COを発生
する反応であるために、熱力学的にPSiO／PCOが大
きいほうが有利であるが、炉体下部では(1)および
(2)の反応が起こるため、PSiO／PCOは１〜３の範囲
となり、金属Si製造の歩留りがきわめて低く、炉
外にでるSiOを回収するためにサイクロン等の回
収設備が必要となる。 発明が解決しようとする問題点 本発明はこれら問題点の解決を目的とし、具体
的には、従来方法では通気性の悪化等を防ぐため
に、精製された細粒状の珪石原料の塊成化等の事
前処理が必要であり、また、細粒の珪石を直接使
用する方法においても、珪石が炉内のＣやSiCと
反応するためにSiOガス濃度が低く、金属Si製造
の歩留りが低いという問題点を解決する手段を提
供することを目的とする。 〈発明の構成〉 問題点を解決するための手段ならびにその作用 本発明は、1600〜2300℃に保持した溶融金属珪
素の湯溜り部に粉状、粒状若しくはペレツト状の
珪石を吹込ノズルより直接に吹込み、珪石を溶融
金属珪素と反応させてSiOガスを発生させ、前記
SiOガスを1600〜2400℃に保持した(a)炭素およ
び／若しくは炭素含有物質、あるいは(b)これらの
うち少なくとも一方と、炭化珪素若しくは珪石の
うち少なくとも一方との混合物を充填したシヤフ
ト炉に導入還元し、金属珪素を製造する製造方法
およびその装置を特徴とする。 以下、図面を用いて本発明の手段たる構成なら
びに作用を説明すると、次の通りである。 第１図は本発明方法を実施する装置の一例を示
す縦断面図であり、第２図ａおよびｂは第１図に
おける溶湯への珪石の吹込方法の一例として下吹
き法および上吹き法を示す説明図であり、第３図
は本発明方法を実施する装置の他の例を示す縦断
面図であり、第４図は従来法を実施する装置の一
例を示す縦断面図である。 従来から、電気炉内で金属Siを製造するに際し
て、総括的には、次の(5)式の反応によつて金属Si
が製造されている。 SiO2＋2C→Si＋2CO ……(5) しかし、実際には(5)式の反応は次のような各素
反応に分解され、これらの素反応が併行して起こ
つているものと考えられる。 SiO2＋Ｃ→SiO＋CO ……(6) SiO2＋3C→SiC＋2CO ……(7) 2SiO2＋SiC→3SiO＋CO ……(8) SiO2＋Si→2SiO ……(9) SiO＋2C→SiC＋CO …(10) SiO＋Ｃ→Si＋CO ……(11) SiO＋SiC→2Si＋CO ……(12) このような反応が起こつている電気炉におい
て、粉状の珪石を使用すると、塊状の珪石に比較
して反応性が良いことから(6)式の反応が起こり、
これにより多量のSiOが発生し、その一部が外部
に飛散し歩留りの低下を引起こす。この問題を解
決するために、特開昭61−117110号公報では珪石
を炉下部に吹込み、アーク火点で(6)式および(8)式
の反応でSiOを発生させる。このSiOは炉上部か
ら装入されるＣ又はSiCと1800℃以上の温度で反
応し、(10)式および(12)式に示す反応で金属Si又は
SiCを生成する。すなわち、(6)式および(8)式は
SiOとCOの生成反応であるのに対して、(10)式お
よび(12)式はSiOを消費し、COを生成する反応と
なる。本発明者等の詳細な熱力学的検討によれば
(6)式および(8)式の反応で生成するSiO／COの比
は1.67〜2.48であるのに対して、(12)式のSi生成反
応での平衡時のSiO／COは0.45〜0.95となる。こ
のため、(6)式および(8)式で発生したSiOのうちSi
生成に寄与する割合は、20〜50％にすぎない。こ
の原因は(6)式および(8)式の反応によつて生成する
SiOガスが、反応の副生成物であるCOガスによ
つて希釈されるために、その後の(12)式の反応にお
けるSiOの利用効率が低下することにある。 以上の知見より本発明者等は、炉底に溜つてい
る金属Siの溶湯に珪石を直接吹込むことよりなる
全く新しい金属Siの製造方法を発明するに至つ
た。 すなわち、金属Siの溶湯に珪石を吹込むと(9)式
の反応によつてSiOを発生するが、この反応は
COを発生しないために、(12)式のSi生成反応に
SiOが50％以上消費されることになり、SiOの利
用効率を大巾に向上させることができる。また、
その際に、(9)式の反応は1600℃以上の温度範囲で
進行するが、SiOの蒸気圧が１気圧以上になる
と、1850℃以上に保持することが一層好ましく、
また、2300℃以上の温度になると、Siの蒸気圧が
10-2気圧以上となつてSiの蒸発ロスが大きくなる
ので最高温度は2300℃以下にすることが好まし
い。 従つて、金属Siの溶湯温度は1600〜2300℃、更
に好ましくは1850〜2300℃に保持することが好ま
しい。発生したSiOは外部より加熱したシヤフト
炉内で(11)式および(12)式の反応によつて金属Siに還
元される。この外部加熱４は例えば高周波誘導加
熱法を使用して、装置外壁および装入物を1600℃
以上に加熱することによりSi生成の反応である(11)
式および(12)式を安定して進行させることができる
が、一層平衡時のSiO／CO比が1.0以下になる
2000℃以上に加熱するのが良い。しかし、2400℃
以上になるとSiCの蒸気圧が10-3気圧以上になり、
蒸発したSiCがシヤフト炉上部の低温部で凝縮
し、通気性を悪化させる原因となるので2400℃以
下にすることが望ましい。 ここで生成した金属Siは湯溜り１０にたまり、
出湯口５から金属Siが得られる。 以上のように、本発明方法によつて金属Siを製
造する際に次の通りの製造装置を用いると、金属
Siの回収率を一層高めることができる。 すなわち、第１図は本発明方法を実施する装置
の一例の縦断面図であつて、本発明装置はSiO発
生部Ａ、還元剤の充填層Ｂおよび金属Siの湯溜り
部Ｃからなる。SiO発生部Ａは、珪石を吹込みノ
ズル３から1600〜2300℃に保持した金属Siの湯溜
り１２に吹込み、両者を反応させてSiOを発生さ
せる。珪石の吹込み方法としては第２図ａに示す
ように下吹き法、第２図ｂに示すように上吹き法
とがあるが、溶湯への珪石の供給は、特にこのよ
うな吹込み方法に限定するものではない。また、
反応を安定に進行させるために溶湯を電極２によ
るアーク加熱によつて1600〜2300℃とするが、加
熱方法としてはアーク加熱以外にプラズマ、抵抗
加熱、高周波誘導コイル等による加熱等が可能で
ある。還元剤充填層Ｂは、還元剤として炭素およ
び／若しくは炭素含有物質、あるいはこれらのう
ち少なくとも一方と炭化珪素若しくは珪石を充填
した炉体１と、充填層内を1600〜2400℃に加熱す
る高周波誘導コイル４からなつている。SiO発生
部Ａで発生したSiOガスは連通管１４を通つて充
填層Ｂで反応し、SiCおよびSiを生成する。充填
層の加熱方法としては、高周波誘導コイル以外に
抵抗加熱等が可能である。また、連通管１４内や
充填層Ｂ内ではSiOが凝縮しないように1700℃以
上にコントロールする必要がある。このため、連
通管にはヒーター１５を取付け、温度をコントロ
ールする。充填層Ｂで生成した溶融金属Siは炉体
内を滴下し、湯溜り部Ｃに溜る。湯溜り部Ｃは溶
融金属Siの溜り１０と出湯口５および反応部Ａと
の連通管１３からなる。溜り１０に溜つた溶融金
属Siは出湯口５を通じて炉外に排出されるのと同
時に連通管１３を通じてSiO発生部Ａへ行き、
SiO発生反応のために消費される。 第３図は本発明方法を実施する装置の他の例を
示し、SiO発生部Ａと湯溜り部Ｃとを共用してい
る例を示す。 すなわち、シヤフト炉下部に設けられた湯溜り
部１０を電極２によるアーク火熱により1600〜
2300℃に保持し、これに吹込ノズル３により粉末
珪石を直接吹込んでSiOを発生させる。発生した
SiOは1600〜2400℃に加熱された還元剤充填層Ｂ
内で金属Siに還元され、下部の湯溜り部１０に溜
り、出湯口５より排出される。 吹込ノズル３から吹込む珪石は、粉状、粒状お
よびペレツト状のものを使用する。従つて、高純
度に精製した珪石を塊成化の工程なしで、粉状若
しくは粒状で使用することができる。また、還元
剤としては、炭素および／若しくは炭素含有物、
あるいはこれらのうち少なくとも一方と、炭化珪
素若しくは珪石のうち少なくとも一方との混合物
とが用いられる。これらの還元剤は高純度に精製
されている場合には、一般に粉状となつているの
で砂糖、フエノール樹脂、澱粉等の結合剤で塊成
化したものを用いると炉内の通気性を十分に確保
することができる。 実施例 以下、実施例によつて更に説明する。 第１図に示す本発明装置を用いた場合と第４図
に示す従来法の小型アーク炉（100KW）を使用
した場合との操業結果の比較を第１表に示す。 第１表の対比から明らかなように、本発明方法
の金属Siの歩留りは、従来法のSiOを回収する場
合と同等であり、更に、電力原単位を16KW／Kg
−Siに減少させることができ、本発明方法が有利
であることが分る。
【表】
〈発明の効果〉
以上詳しく説明したように、本発明は、1600〜
2300℃に保持した溶融Siに粉状または粒状の珪石
を吹込んでSiOガスを発生させ、前記SiOガスを
1600〜2400℃で炭素および／若しくは炭素含有物
質、あるいは、これらのうち少なくとも一方と炭
化珪素若しくは珪石のうち少なくとも一方との混
合物を充填した充填層で還元した、金属Siを製造
する方法およびその装置である。 従つて、国産の低品位珪石を精製して純度を向
上させた粉状の珪石を高純度の金属Si製造原料と
して利用でき、付帯設備等も必要としないため
に、太陽電池用の金属Siを安価かつ大量に効率よ
く製造することができる。
2300℃に保持した溶融Siに粉状または粒状の珪石
を吹込んでSiOガスを発生させ、前記SiOガスを
1600〜2400℃で炭素および／若しくは炭素含有物
質、あるいは、これらのうち少なくとも一方と炭
化珪素若しくは珪石のうち少なくとも一方との混
合物を充填した充填層で還元した、金属Siを製造
する方法およびその装置である。 従つて、国産の低品位珪石を精製して純度を向
上させた粉状の珪石を高純度の金属Si製造原料と
して利用でき、付帯設備等も必要としないため
に、太陽電池用の金属Siを安価かつ大量に効率よ
く製造することができる。
第１図は本発明方法を実施する装置の一例を示
す縦断面図、第２図ａおよびｂは第１図における
溶湯への珪石の吹込方法の一例として下吹き法お
よび上吹き法を示す説明図、第３図は本発明方法
を実施する装置の他の例を示す縦断面図、第４図
は従来法を実施する装置の一例を示す縦断面図で
ある。 符号１……炉体、２……電極、３……吹込ノズ
ル、４……高周波誘導コイル、５……出湯口、６
……炭素等の充填部、７……炉頂部から装入され
る炭素等、９……アーク火点、１０……溶融Siの
溜り、１２……溶融Siの溜り、１３……連通管、
１４……連通管、１５……ヒーター、Ａ……SiO
発生反応部、Ｂ……還元剤充填層、Ｃ……金属Si
湯溜り部。
す縦断面図、第２図ａおよびｂは第１図における
溶湯への珪石の吹込方法の一例として下吹き法お
よび上吹き法を示す説明図、第３図は本発明方法
を実施する装置の他の例を示す縦断面図、第４図
は従来法を実施する装置の一例を示す縦断面図で
ある。 符号１……炉体、２……電極、３……吹込ノズ
ル、４……高周波誘導コイル、５……出湯口、６
……炭素等の充填部、７……炉頂部から装入され
る炭素等、９……アーク火点、１０……溶融Siの
溜り、１２……溶融Siの溜り、１３……連通管、
１４……連通管、１５……ヒーター、Ａ……SiO
発生反応部、Ｂ……還元剤充填層、Ｃ……金属Si
湯溜り部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 1600〜2300℃に保持した溶融金属珪素の湯溜
り部に粉状、粒状若しくはペレツト状の珪石を吹
込ノズルより直接に吹込み、珪石を溶融金属珪素
と反応させてSiOガスを発生させ、前記SiOガス
を1600〜2400℃に保持した(a)炭素および／若しく
は炭素含有物質、あるいは(b)これらのうち少なく
とも一方と、炭化珪素若しくは珪石のうち少なく
とも一方との混合物を充填したシヤフト炉に導入
還元し、金属珪素を製造することを特徴とする金
属珪素の製造方法。 ２ 炉上部より固体原料の装入が可能で、かつ炉
下部に設けられた溶融金属珪素湯溜り部直上に相
当するところに外部加熱手段を設けたシヤフト炉
において、シヤフト炉側部に連設して、前記湯溜
り部と連通する湯溜り部に珪石を直接吹込む吹込
みノズルと加熱手段とを設けたSiOガス発生部を
設け、前記SiOガス発生部より発生するSiOガス
を前記シヤフト炉内に導入して金属珪素に還元
し、還元された金属珪素はシヤフト炉下部の湯溜
り部を経て出湯口より出湯するよう構成してなる
ことを特徴とする金属珪素の製造装置。 ３ 炉上部より固体原料の装入が可能で、かつ炉
下部に設けられた溶融金属珪素湯溜り部直上に相
当するところに外部加熱手段を設けたシヤフト炉
において、前記湯溜り部に珪石を直接吹込む吹込
ノズルと加熱手段とを設け、珪石と溶融金属珪素
との反応によつて生成するSiOガスを前記シヤフ
ト炉内に導入して金属珪素に還元し、還元された
金属珪素はシヤフト炉下部の湯溜り部を経て出湯
口より出湯するよう構成してなることを特徴とす
る金属珪素の製造装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61226550A JPS6379717A (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 金属珪素の製造方法およびその装置 |
| US07/455,313 US5104633A (en) | 1986-09-24 | 1988-02-19 | Method for producing high-purity metallic silicon and apparatus therefor |
| AU12978/88A AU621817B2 (en) | 1986-09-24 | 1988-02-19 | Method for producing high-purity metallic silicon and apparatus therefor |
| PCT/JP1988/000173 WO1989007578A1 (en) | 1986-09-24 | 1988-02-19 | Method for producing high-purity metallic silicon and apparatus therefor |
| CA000559357A CA1336038C (en) | 1986-09-24 | 1988-02-19 | Method for producing high-purity metallic silicon and apparatus therefor |
| EP88102653A EP0329803B1 (en) | 1986-09-24 | 1988-02-23 | Method for producing high-purity metallic silicon and apparatus therefor |
| DE88102653T DE3883518T2 (de) | 1986-09-24 | 1988-02-23 | Verfahren zur Herstellung von Silicium-Metall hoher Reinheit und Vorrichtung dafür. |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61226550A JPS6379717A (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 金属珪素の製造方法およびその装置 |
| PCT/JP1988/000173 WO1989007578A1 (en) | 1986-09-24 | 1988-02-19 | Method for producing high-purity metallic silicon and apparatus therefor |
| CA000559357A CA1336038C (en) | 1986-09-24 | 1988-02-19 | Method for producing high-purity metallic silicon and apparatus therefor |
| EP88102653A EP0329803B1 (en) | 1986-09-24 | 1988-02-23 | Method for producing high-purity metallic silicon and apparatus therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6379717A JPS6379717A (ja) | 1988-04-09 |
| JPH0531488B2 true JPH0531488B2 (ja) | 1993-05-12 |
Family
ID=27426521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61226550A Granted JPS6379717A (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 金属珪素の製造方法およびその装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
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| EP (1) | EP0329803B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6379717A (ja) |
| AU (1) | AU621817B2 (ja) |
| CA (1) | CA1336038C (ja) |
| DE (1) | DE3883518T2 (ja) |
| WO (1) | WO1989007578A1 (ja) |
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| JP4001035B2 (ja) | 2003-03-25 | 2007-10-31 | いすゞ自動車株式会社 | カムシャフトの軸受構造 |
| DE102005042753A1 (de) * | 2005-09-08 | 2007-03-15 | Wacker Chemie Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von granulatförmigem polykristallinem Silicium in einem Wirbelschichtreaktor |
| US20080314445A1 (en) * | 2007-06-25 | 2008-12-25 | General Electric Company | Method for the preparation of high purity silicon |
| US20080314446A1 (en) * | 2007-06-25 | 2008-12-25 | General Electric Company | Processes for the preparation of solar-grade silicon and photovoltaic cells |
| DE102007050010A1 (de) * | 2007-10-17 | 2009-06-25 | Jan-Philipp Mai | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Silizium |
| WO2009065444A1 (en) * | 2007-11-23 | 2009-05-28 | Mar De Acedos, S.L. | A method of producing polycrystalline and single crystal silicon |
| DE102008041334A1 (de) * | 2008-08-19 | 2010-02-25 | Evonik Degussa Gmbh | Herstellung von Silizium durch Umsetzung von Siliziumoxid und Siliziumcarbid gegebenenfalls in Gegenwart einer zweiten Kohlenstoffquelle |
| DE102010001094A1 (de) | 2010-01-21 | 2011-07-28 | Evonik Degussa GmbH, 45128 | Verfahren zur Entkohlung einer Siliciumschmelze |
| DE102010001093A1 (de) | 2010-01-21 | 2011-07-28 | Evonik Degussa GmbH, 45128 | Verfahren zur Grobentkohlung einer Siliciumschmelze |
| DE102012003920A1 (de) | 2012-02-28 | 2013-08-29 | Centrotherm Thermal Solutions Gmbh & Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von silicium |
| JP5843675B2 (ja) * | 2012-03-21 | 2016-01-13 | 日本碍子株式会社 | シリコン粉末 |
| CN109279610B (zh) * | 2017-07-20 | 2020-05-19 | 中国石油化工股份有限公司 | 工业硅用石油焦的筛选方法、碳质还原剂和工业硅的冶炼方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3010797A (en) * | 1957-07-26 | 1961-11-28 | Robert S Aries | High purity elemental silicon |
| BE759122A (fr) * | 1969-11-19 | 1971-05-18 | Union Carbide Corp | Procede et charge de production de silicium au four a arc electrique par reduction carbothermique de silice |
| US4457902A (en) * | 1980-10-24 | 1984-07-03 | Watson Keith R | High efficiency hydrocarbon reduction of silica |
| JPS61275124A (ja) * | 1985-05-29 | 1986-12-05 | Kawasaki Steel Corp | 金属珪素の製造方法ならびにその装置 |
| SE461037B (sv) * | 1987-10-09 | 1989-12-18 | Skf Plasma Tech | Saett att av kol och kiseldioxid kontinuerligt framstaella flytande kisel i en reaktor |
-
1986
- 1986-09-24 JP JP61226550A patent/JPS6379717A/ja active Granted
-
1988
- 1988-02-19 WO PCT/JP1988/000173 patent/WO1989007578A1/en unknown
- 1988-02-19 US US07/455,313 patent/US5104633A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-02-19 CA CA000559357A patent/CA1336038C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-02-19 AU AU12978/88A patent/AU621817B2/en not_active Ceased
- 1988-02-23 EP EP88102653A patent/EP0329803B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-02-23 DE DE88102653T patent/DE3883518T2/de not_active Expired - Fee Related
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| JPS6379717A (ja) | 1988-04-09 |
| DE3883518D1 (de) | 1993-09-30 |
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