JPS58190809A - シリコン生成用高純度原材料の製造方法 - Google Patents
シリコン生成用高純度原材料の製造方法Info
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- JPS58190809A JPS58190809A JP58069088A JP6908883A JPS58190809A JP S58190809 A JPS58190809 A JP S58190809A JP 58069088 A JP58069088 A JP 58069088A JP 6908883 A JP6908883 A JP 6908883A JP S58190809 A JPS58190809 A JP S58190809A
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- reduction
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- 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
- C01B33/025—Preparation by reduction of silica or free silica-containing material with carbon or a solid carbonaceous material, i.e. carbo-thermal process
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は原材料としてガラス溶融、浸出工程によp高純
度5i02 VrC変えられた石英砂と、還元のために
、1il]Iかく分割された炭素とを用い、炭素−熱還
元法による太陽電池用シリコンのための高純度庫−(i
別の製造方法に関する。
度5i02 VrC変えられた石英砂と、還元のために
、1il]Iかく分割された炭素とを用い、炭素−熱還
元法による太陽電池用シリコンのための高純度庫−(i
別の製造方法に関する。
シリコン(金属学的品位)のシリコンの大工業的生産の
際には天然に存在する石英全炭素(石油コークス、コー
クス、石炭、木炭)により電弧炉中で還元する。この工
程の際には不純物を含んだ原材料(5i02 、炭素)
が使用されるから、生成されたシリコンはほぼ98%の
純度全有するに過ぎず、従って太陽電池の製作には適し
ていなI/N。
際には天然に存在する石英全炭素(石油コークス、コー
クス、石炭、木炭)により電弧炉中で還元する。この工
程の際には不純物を含んだ原材料(5i02 、炭素)
が使用されるから、生成されたシリコンはほぼ98%の
純度全有するに過ぎず、従って太陽電池の製作には適し
ていなI/N。
この方法では、原材料も非常に高い純度と必要な反応性
を有するときだけ太陽電池シリコンを生成することがで
きる。太陽電池を広く使用するためには、その上に原材
料が価格的に有利であり、一定した品質をもって生成で
きなければならない。
を有するときだけ太陽電池シリコンを生成することがで
きる。太陽電池を広く使用するためには、その上に原材
料が価格的に有利であり、一定した品質をもって生成で
きなければならない。
最初に述べた種類の方法は、ヨーロッパ特許出願第00
29157号明細IIK示されている。この方法におい
ては不純物を含む石英砂、酸化ホウ素およびソーダから
ホウケイ酸ソーダガラスを溶融し、このガラスを大きな
表面を持つガラス体(繊維、帯、箔)に変える。つづく
アンニール工程によってガラス体中で相分離が起き、そ
の相分離の際に8102に富む相のほかにNa2O−B
2O3に富む相が生じ、その相の中に有害不純物が集め
られる。つづく酸処理によってNa2OB2O3iで富
む相が不、捕物と共にガラス体から浸出され、その結果
高純度の8102だけが残留し、その5102がそれか
ら電弧中の炭素還元に供給することができる。
29157号明細IIK示されている。この方法におい
ては不純物を含む石英砂、酸化ホウ素およびソーダから
ホウケイ酸ソーダガラスを溶融し、このガラスを大きな
表面を持つガラス体(繊維、帯、箔)に変える。つづく
アンニール工程によってガラス体中で相分離が起き、そ
の相分離の際に8102に富む相のほかにNa2O−B
2O3に富む相が生じ、その相の中に有害不純物が集め
られる。つづく酸処理によってNa2OB2O3iで富
む相が不、捕物と共にガラス体から浸出され、その結果
高純度の8102だけが残留し、その5102がそれか
ら電弧中の炭素還元に供給することができる。
そのように作成されだ5i02は遷移金属イオンの含有
量がppm領域以下にまで減らされることができる。
量がppm領域以下にまで減らされることができる。
シリコン中に強いドーピング作用全もつホウ素含有着の
低減は、昭和57年特許出願公開第20王程の前あるい
は間にホウ素が溶融ガラスに達しな(八ように実施する
ことにより招来できる。ガラス相へ移行させる際に酸化
アルミニウムならびにアルカリ金属およびアルカリ士金
属群の元素の炭酸塩および/または酸化物からなる混合
物を添加し、均一な溶融ガラス全1.300 ℃ないし
1.500℃で生成し、それをガラスファイバに変え、
アンニールなしに相分離浸出方法に委ねる。このように
して得られた微粉の5i02け太陽電池の製作に対I−
で十分な純度(ホウ素含有tlppm以下、遷移金属1
.0 ppm以下)4有する。
低減は、昭和57年特許出願公開第20王程の前あるい
は間にホウ素が溶融ガラスに達しな(八ように実施する
ことにより招来できる。ガラス相へ移行させる際に酸化
アルミニウムならびにアルカリ金属およびアルカリ士金
属群の元素の炭酸塩および/または酸化物からなる混合
物を添加し、均一な溶融ガラス全1.300 ℃ないし
1.500℃で生成し、それをガラスファイバに変え、
アンニールなしに相分離浸出方法に委ねる。このように
して得られた微粉の5i02け太陽電池の製作に対I−
で十分な純度(ホウ素含有tlppm以下、遷移金属1
.0 ppm以下)4有する。
高純度5i02のほかに還元工程には高純度の炭素も必
要である。必要な性質をもつ炭素は今のところ商業的に
得ることはできない。金属学的品位のシリコンの生成の
ために用いられる材料は一般に0.1ないし1%の灰分
を有し、それ散大1場電池シリコンの生成に対しては適
していない。がなり低い不純物レベルを、弗素化された
炭化水素にょた黒鉛が有する。この材料はしかし高い価
格と低い反応性のために還元工程に対して適していない
。
要である。必要な性質をもつ炭素は今のところ商業的に
得ることはできない。金属学的品位のシリコンの生成の
ために用いられる材料は一般に0.1ないし1%の灰分
を有し、それ散大1場電池シリコンの生成に対しては適
していない。がなり低い不純物レベルを、弗素化された
炭化水素にょた黒鉛が有する。この材料はしかし高い価
格と低い反応性のために還元工程に対して適していない
。
本発明の目的は、S j、02および炭素を、炭素熱還
元法に対して十分な純度でできるだけ簡単で費用のかか
らないやり方で生成することにある。
元法に対して十分な純度でできるだけ簡単で費用のかか
らないやり方で生成することにある。
この目的は本発明によれば冒頭に記載した方法において
、炭素を還元工程の前に、炭素を結合剤と共に粒状にな
るように精製し、その炭素粒全高温の無機酸溶液中で抽
出に委ね、次いで高純厩にされた炭素粒を高純度S]0
2から結合剤を用いて作られた粒体の還元のために直接
用いることにより達成される。その場合、粒体として炭
素および/または5i02からなる丸削あるいは錠剤を
用いることも本発明の枠内にある。
、炭素を還元工程の前に、炭素を結合剤と共に粒状にな
るように精製し、その炭素粒全高温の無機酸溶液中で抽
出に委ね、次いで高純厩にされた炭素粒を高純度S]0
2から結合剤を用いて作られた粒体の還元のために直接
用いることにより達成される。その場合、粒体として炭
素および/または5i02からなる丸削あるいは錠剤を
用いることも本発明の枠内にある。
西ドイツ国特許出願公開第3013319号明細書から
、太陽電池用に適したシリコンの生成のだめの5i02
の還元工程に対して、高温溶融法において活性化された
炭素あるいはすすを、でん粉。
、太陽電池用に適したシリコンの生成のだめの5i02
の還元工程に対して、高温溶融法において活性化された
炭素あるいはすすを、でん粉。
砂糖あるいはセルローズのような結合剤と石英砂(7)
砂およびガラス生成付加材から形成され、望ましと金含
む錠剤の形で用いることが仰られているが、ソリコンの
還元によって得られた純度はホウ素含有量に対して7
ppm以下、リン含有量に対して5ppm以下にある。
む錠剤の形で用いることが仰られているが、ソリコンの
還元によって得られた純度はホウ素含有量に対して7
ppm以下、リン含有量に対して5ppm以下にある。
純度をさらに改善し、太陽電池品質にあるシリコンを生
成するためには、それ故公知の方法における還元工程に
つづいて、不純物を帯域溶融によって分離する溶融工程
か付加される。この付加した工程段階は浸出工程による
本発明に従った方法においては必要でない。
成するためには、それ故公知の方法における還元工程に
つづいて、不純物を帯域溶融によって分離する溶融工程
か付加される。この付加した工程段階は浸出工程による
本発明に従った方法においては必要でない。
この抽出工程の際には、例えばカル/ラム、アルミニウ
ムおよび遷移金属のような有害不純物は除去され、その
結果還元工程における高い反応性を有する高純度炭素粒
体が得られる。乾燥の後、粒体はすぐに電弧炉において
使用することができる。この方法によって次の純度の炭
素を得ることができる。遷移金4(Fe、Ni )+
All M7+ Oa< ]、 Oppm 、ホウ素卦
よびリン(1ppm 。
ムおよび遷移金属のような有害不純物は除去され、その
結果還元工程における高い反応性を有する高純度炭素粒
体が得られる。乾燥の後、粒体はすぐに電弧炉において
使用することができる。この方法によって次の純度の炭
素を得ることができる。遷移金4(Fe、Ni )+
All M7+ Oa< ]、 Oppm 、ホウ素卦
よびリン(1ppm 。
本発明懸想を発展させたものにおいては、前記の本発明
による方法を変化させて、炭素を、石英(8) めに3n〜6nの少なくとも90℃の高温の塩酸有する
混合物において結合剤を用いて粒形にし、高温の無機酸
溶液、望ましくは塩酸中で抽出する。
による方法を変化させて、炭素を、石英(8) めに3n〜6nの少なくとも90℃の高温の塩酸有する
混合物において結合剤を用いて粒形にし、高温の無機酸
溶液、望ましくは塩酸中で抽出する。
その場合付加拐としてNa2O、OaO、At203お
よび/またはM2Oのようなアルカリおよびアルカリ士
金属酸化物を用いる。例えは約10ないし100μmの
太さのせん繊fc微細化し、細かく分割された炭素の必
要量、例えば5j02 ]モルに対して炭素2モルおよ
び適尚な結合剤、例えば高純度フェノール樹脂と混合し
、光測もしくは錠剤に変える。
よび/またはM2Oのようなアルカリおよびアルカリ士
金属酸化物を用いる。例えは約10ないし100μmの
太さのせん繊fc微細化し、細かく分割された炭素の必
要量、例えば5j02 ]モルに対して炭素2モルおよ
び適尚な結合剤、例えば高純度フェノール樹脂と混合し
、光測もしくは錠剤に変える。
つづいてこの光測を高温の無機酸、例えば塩酸によって
浸出し、その場合不純物全体がガラスマトリックスおよ
び炭素から除去される。高純度5102/炭素丸剤ある
いは錠剤は乾燥後電弧炉中で直接還元できる。必要な場
合は、化学量論的な5i02/炭素比の修正のために純
粋の8102および純粋の炭素からなる光測あるいは錠
剤を添加してもよい。
浸出し、その場合不純物全体がガラスマトリックスおよ
び炭素から除去される。高純度5102/炭素丸剤ある
いは錠剤は乾燥後電弧炉中で直接還元できる。必要な場
合は、化学量論的な5i02/炭素比の修正のために純
粋の8102および純粋の炭素からなる光測あるいは錠
剤を添加してもよい。
結合剤として、600 ℃の領域にある温度において5
102および/′!たは炭素と共になお機械的に安定で
ある高純度の物質を用いることは本発明思想の枠内にあ
る。結合剤の化学的組成およびその光測あるいは錠剤中
の濃度は、その形状が浸出工程で破壊されず、早すぎる
崩壊が始まらず、光測もしくは錠剤が塵として反応ガス
(C0、002)と共に炉から運び出されないように電
弧中で十分な強度かなお存在してhるように選定されな
ければならない。
102および/′!たは炭素と共になお機械的に安定で
ある高純度の物質を用いることは本発明思想の枠内にあ
る。結合剤の化学的組成およびその光測あるいは錠剤中
の濃度は、その形状が浸出工程で破壊されず、早すぎる
崩壊が始まらず、光測もしくは錠剤が塵として反応ガス
(C0、002)と共に炉から運び出されないように電
弧中で十分な強度かなお存在してhるように選定されな
ければならない。
粒形の生成(粒成長)の際にはそれ数本発明によれはフ
ェノール樹脂を用いるのが望ましいが。
ェノール樹脂を用いるのが望ましいが。
しかしでん粉あるい(はケイ酸ナトリウムも用いられる
。粒体中の結合剤の分量はその場合5ないし15%に調
整する。粒体の直径は6鵡よジ大きく。
。粒体中の結合剤の分量はその場合5ないし15%に調
整する。粒体の直径は6鵡よジ大きく。
とりわけ6ないし25朋が望ましい。高純度炭素は搗砕
された木炭も使用される。
された木炭も使用される。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)原材料としてグラス溶融、浸出工程により高純度S
i 02に変えられた石英砂と、還元のために細かく分
割された炭素とを用い、炭素−熱還元法による太陽電池
用シリコンのだめの高純度原材料の製造方法において、
炭素を還元工程の前に、炭素を結合剤と共に粒状に々る
ように精製し、その炭素粒を高温の無機酸溶液中で抽出
に委ね1次いで高純度にされた炭素粒を高純度5i02
から結合剤を用いて作られた粒体の還元のために直接用
いることを特徴とするシリコン生成用高純度原材料の製
造方法。 2)粒体として炭素および5102の光測あるいは錠剤
を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
製造方法。 ら形成され、望ましくは繊維状に変えられ、微細化され
ン乞ガラス体を含む混合物において結合剤を用いて粒形
にし、望ましくは高温の塩酸中で抽出することを特徴と
する特許請求の範囲:y、 1項または第2項記載の製
造方法。 4)付加(オとしてNa2O、CaO、At203ある
いはMgOのようなアルカリおよびアルカリ士金属酸化
物を用いることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載
の製造方法。 5)少なくとも90℃の3nないし6nの塩酸を用いる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1頃ないし第4頃の
いずれかに記載の製造方法。 6)炭素の8102に対するモル比を2=1に調整する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第5項の
いずれ力)に記載の製造方法。 許梢求の範囲第6項記載の製造方法。 8)結合剤として、600℃の領域にある温度において
BiO2および/または炭素と共になお機械的に安定で
ある高純度物質音用いることを特徴とする特許請求の範
囲第1頃ないし第7項のめずれかに記載の製造方法。 9)フェノール樹脂、蔗糖またはケイ酸すトリウムを用
いることを特徴とする特許請求の範囲第8項記載の製造
方法。 1())結合剤の分量全5ないし15%に調整すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第9項のいず
れかに記載の製造方法。 11)炭素のだめの原材料としてすす、活性炭または搗
砕された木炭を用いることを特徴とする特許請求の範囲
第1項ないし第10項のいずれかに記載の製造方法。 12)粒体の直径を6 s+より大きく、望ましくは6
々いし25萌に調整することを特徴とする特許請求の範
囲第1項ないし第11項のいずれかに記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE32159811 | 1982-04-29 | ||
DE19823215981 DE3215981A1 (de) | 1982-04-29 | 1982-04-29 | Verfahren zum herstellen hochreiner ausgangsmaterialien fuer die fertigung von silizium fuer solarzellen nach dem carbothermischen reduktionsverfahren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58190809A true JPS58190809A (ja) | 1983-11-07 |
Family
ID=6162270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58069088A Pending JPS58190809A (ja) | 1982-04-29 | 1983-04-19 | シリコン生成用高純度原材料の製造方法 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4460556A (ja) |
JP (1) | JPS58190809A (ja) |
BR (1) | BR8302183A (ja) |
CA (1) | CA1198879A (ja) |
DE (1) | DE3215981A1 (ja) |
IT (1) | IT1164196B (ja) |
LU (1) | LU84501A1 (ja) |
NO (1) | NO161250C (ja) |
ZA (1) | ZA832998B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7354045B2 (en) | 2002-10-29 | 2008-04-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Oil ring |
Families Citing this family (14)
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---|---|---|---|---|
DE3439550A1 (de) * | 1984-10-29 | 1986-04-30 | Siemens Ag | Verfahren zum herstellen von silizium fuer solarzellen |
DE3732073A1 (de) * | 1987-09-23 | 1989-04-06 | Siemens Ag | Hochreine innenauskleidung fuer einen elektroniederschachtofen |
FR2827592B1 (fr) * | 2001-07-23 | 2003-08-22 | Invensil | Silicium metallurgique de haute purete et procede d'elaboration |
DE60314162T2 (de) * | 2002-08-29 | 2007-09-06 | Elkem As | Herstellung von metallen und legierungen unter verwendung von aus einem kohlenstoffhaltigen gas erzeugtem festem kohlenstoff |
KR101450346B1 (ko) * | 2006-03-15 | 2014-10-14 | 알이에스씨 인베스트먼츠 엘엘씨 | 태양 전지 및 다른 용도를 위한 규소 제조 방법 |
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 |
ITMI20081085A1 (it) * | 2008-06-16 | 2009-12-17 | N E D Silicon S P A | Metodo per la preparazione di silicio di grado metallurgico di elevata purezza. |
KR101388146B1 (ko) | 2008-08-06 | 2014-04-29 | 마야테리얼스, 아이엔씨. | 고순도 실리콘을 생산하기 위한 저비용 제조방법 및 이의 유도체 |
AU2009299906A1 (en) | 2008-09-30 | 2010-04-08 | Evonik Degussa Gmbh | Production of solar-grade silicon from silicon dioxide |
DE102008042498A1 (de) * | 2008-09-30 | 2010-04-01 | Evonik Degussa Gmbh | Verfahren zur Pyrolyse von Kohlehydraten |
EP2322474A1 (de) | 2009-11-16 | 2011-05-18 | Evonik Degussa GmbH | Verfahren zur Pyrolyse von Kohlehydraten |
CN106672976A (zh) * | 2017-02-16 | 2017-05-17 | 石兵兵 | 一种低硼多晶硅及其制备方法 |
CN108147414B (zh) * | 2017-12-26 | 2020-12-01 | 宁夏大学 | 一种纳米级硅颗粒的制备方法 |
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DE553235C (de) * | 1929-11-08 | 1932-06-23 | Carbonfix Sarl Soc | Herstellung reiner, praktisch aschefreier Kohle |
DE1946458A1 (de) * | 1968-09-17 | 1970-04-23 | Minerais Sa Des | Verfahren zur Verkokung von Pech und zur Erzeugung von stueckigem Kohlenstoff grosser analytischer Reinheit |
US4083940A (en) * | 1976-02-23 | 1978-04-11 | Aluminum Company Of America | Coal purification and electrode formation |
US4247528A (en) * | 1979-04-11 | 1981-01-27 | Dow Corning Corporation | Method for producing solar-cell-grade silicon |
DE2945141C2 (de) * | 1979-11-08 | 1983-10-27 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum Herstellen von für Halbleiterbauelemente verwendbarem Silizium aus Quarzsand |
-
1982
- 1982-04-29 DE DE19823215981 patent/DE3215981A1/de active Granted
- 1982-12-03 LU LU84501A patent/LU84501A1/de unknown
-
1983
- 1983-04-19 JP JP58069088A patent/JPS58190809A/ja active Pending
- 1983-04-20 US US06/486,685 patent/US4460556A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-04-27 NO NO831484A patent/NO161250C/no unknown
- 1983-04-27 IT IT20804/83A patent/IT1164196B/it active
- 1983-04-28 BR BR8302183A patent/BR8302183A/pt unknown
- 1983-04-28 ZA ZA832998A patent/ZA832998B/xx unknown
- 1983-04-28 CA CA000426893A patent/CA1198879A/en not_active Expired
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO831484L (no) | 1983-10-31 |
IT1164196B (it) | 1987-04-08 |
NO161250B (no) | 1989-04-17 |
NO161250C (no) | 1989-07-26 |
DE3215981A1 (de) | 1983-11-03 |
BR8302183A (pt) | 1984-04-17 |
IT8320804A0 (it) | 1983-04-27 |
ZA832998B (en) | 1984-01-25 |
CA1198879A (en) | 1986-01-07 |
US4460556A (en) | 1984-07-17 |
DE3215981C2 (ja) | 1990-10-04 |
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