JPS6021809A - 四塩化珪素の製造方法 - Google Patents
四塩化珪素の製造方法Info
- Publication number
- JPS6021809A JPS6021809A JP12679783A JP12679783A JPS6021809A JP S6021809 A JPS6021809 A JP S6021809A JP 12679783 A JP12679783 A JP 12679783A JP 12679783 A JP12679783 A JP 12679783A JP S6021809 A JPS6021809 A JP S6021809A
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- Japan
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- contg
- reactor
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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】
本発明は四塩化珪素の製造方法、さらに詳しくは、二酸
化珪素含有物質と炭素含有物とを含有するペレットと、
塩素含有ガスとを連続的に反応させる四塩化珪素の製造
方法に関する。
化珪素含有物質と炭素含有物とを含有するペレットと、
塩素含有ガスとを連続的に反応させる四塩化珪素の製造
方法に関する。
四塩化珪素（以下５ＩＣＪ、という）は、微細シリカ、
高純度合成石英、窒化珪素或いは種嶺の有機珪素化合物
の合成原料として有用であるだけでなく、太陽電池用シ
リコン又は半導体用シリコンの原料として重要なもので
ある。
高純度合成石英、窒化珪素或いは種嶺の有機珪素化合物
の合成原料として有用であるだけでなく、太陽電池用シ
リコン又は半導体用シリコンの原料として重要なもので
ある。
従来８１Ｃ４の製造方法は棟々提案されている。
例えば
１）金属珪素又は珪素鉄合金と塩素又は塩化水素を反応
させる方法。
させる方法。
２）炭化珪素に塩素を反応させる方法。
６）砂石と炭素の混合物に塩素を反応させる方法。
などがある。１）及び２）の方法は原料費が高く、その
ためコストが高くなるという欠点がある。父３）の方法
は珪素源として安価な砂石な使用するので、１）及び２
）の方法に比べ原料の点で経済的に有利である。しかし
ながら砂石と炭素の混合物のペレットを反応器に連続的
に供給する連続反応プロセスでは、時間と共に反応速度
が低下していくという欠点があった。本発明者らは、こ
の点を種々検討したところ、この反応速度の低下は砂石
と炭素の混合物で反応速度の遅い部分（以下反応残渣と
いう）が残留し、蓄積するためで、この反応残渣の発生
は、反応の進行によって砂石と炭素の接触が著しく減少
していくためであることを見出した。この反応速度の低
下を押える方法について種々検討した結果本発明に至っ
た。
ためコストが高くなるという欠点がある。父３）の方法
は珪素源として安価な砂石な使用するので、１）及び２
）の方法に比べ原料の点で経済的に有利である。しかし
ながら砂石と炭素の混合物のペレットを反応器に連続的
に供給する連続反応プロセスでは、時間と共に反応速度
が低下していくという欠点があった。本発明者らは、こ
の点を種々検討したところ、この反応速度の低下は砂石
と炭素の混合物で反応速度の遅い部分（以下反応残渣と
いう）が残留し、蓄積するためで、この反応残渣の発生
は、反応の進行によって砂石と炭素の接触が著しく減少
していくためであることを見出した。この反応速度の低
下を押える方法について種々検討した結果本発明に至っ
た。
即ち、本発明は二酸化珪素含有物質と炭素含有物質とを
含有するペレットと、塩素含有ガスを反応器に連続的に
供給し、＋４ ｒＩｊＡ下で反応させ四塩化珪素を製造
する方法に於て、−酸化炭素を含むガスを該反応器に供
給することを特徴とする四塩化珪素の製造方法である。
含有するペレットと、塩素含有ガスを反応器に連続的に
供給し、＋４ ｒＩｊＡ下で反応させ四塩化珪素を製造
する方法に於て、−酸化炭素を含むガスを該反応器に供
給することを特徴とする四塩化珪素の製造方法である。
以下詳しく本発明について説明する。
二酸化珪素含有物質（以下５１０２源という）としては
、例えば白砂石、鯖波砂石、オパール質砂石等の砂石、
フェロシリコン等の珪素系合金を電気炉で製造する際排
出される副生ダスト及びアエロジル等で、二酸化珪素（
以下５ｉｏ２という）分が含有されているものである。
、例えば白砂石、鯖波砂石、オパール質砂石等の砂石、
フェロシリコン等の珪素系合金を電気炉で製造する際排
出される副生ダスト及びアエロジル等で、二酸化珪素（
以下５ｉｏ２という）分が含有されているものである。
炭素含有物質（以下Ｃ源という）としてはコークス類、
無煙炭、木炭、カーボンブラック等が挙げられる。
無煙炭、木炭、カーボンブラック等が挙げられる。
塩素含有ガスとは塩素ガス（以下Ｒ２という）、ホスゲ
ンガス、塩化水素ガス等が挙げられるかＣ１１２の使用
が好ましい。
ンガス、塩化水素ガス等が挙げられるかＣ１１２の使用
が好ましい。
１９ｉ０２源とＣ源とを含有するペレットの炭素（以下
Ｃという）の８１０２に対するモル比Ｃ／１ｌｌＩｉｏ
２は１〜５が好ましい。この範囲外ではＳｉＯ□とＣの
消費力アンバランスになり適当でない。
Ｃという）の８１０２に対するモル比Ｃ／１ｌｌＩｉｏ
２は１〜５が好ましい。この範囲外ではＳｉＯ□とＣの
消費力アンバランスになり適当でない。
父、５１０２源やＣ源の他に金属珪素、炭化珪素などの
珪素含有物質や、塩化カリウム、塩化ナトリウムなどの
反応促進物を添加することもできる。
珪素含有物質や、塩化カリウム、塩化ナトリウムなどの
反応促進物を添加することもできる。
これらの原料を例えば、振動ミル、／（ルペライデー等
の粉砕機で微粉化し各々平均粒径な１００μ以下にし、
史に例えば振動ミル、ニーダ−１万能混合攪拌機等の混
合機で充分混合する。反応器への供給原料は供給操作及
び反応器内での充填の容易性や、反応生成ガスの通過し
や−づさから、ペレット状が好ましい。
の粉砕機で微粉化し各々平均粒径な１００μ以下にし、
史に例えば振動ミル、ニーダ−１万能混合攪拌機等の混
合機で充分混合する。反応器への供給原料は供給操作及
び反応器内での充填の容易性や、反応生成ガスの通過し
や−づさから、ペレット状が好ましい。
ペレット化の方法としては必要により結合剤として水や
ポリビニルアルコール、メチルセルロース、カルボキシ
メチルセルロース、糖蜜等の水溶性結合剤を添加し、例
えはブリケットマシン、ディスクペレツター等の圧縮成
型機、パン型造粒機等の転勤式成形機、更に押出し成型
機前通常の成形方法が考えられる。ペレットの形状はサ
イコロ状、円柱、球等凹凸の少ないものが好ましく、大
きさは反応器や供給シュート等ペレットが通過する部分
の最も狭い所の１４以下橿度の大きさが適当である。
ポリビニルアルコール、メチルセルロース、カルボキシ
メチルセルロース、糖蜜等の水溶性結合剤を添加し、例
えはブリケットマシン、ディスクペレツター等の圧縮成
型機、パン型造粒機等の転勤式成形機、更に押出し成型
機前通常の成形方法が考えられる。ペレットの形状はサ
イコロ状、円柱、球等凹凸の少ないものが好ましく、大
きさは反応器や供給シュート等ペレットが通過する部分
の最も狭い所の１４以下橿度の大きさが適当である。
反応器としては、連続式のものが好ましいが）々ツテ式
でも可能である。連続式とハ例えは上部からペレットを
、下部から塩素含有ガスを連続的に供給し、上部から反
応化５ｙガスの排出ができ、下部より反応残渣の抜き出
しができる構造の反応器が挙げられる。又反応器材は高
温の塩素雰囲気下で充分使用できる材料例えばカーボン
質などの使用が好ましい。
でも可能である。連続式とハ例えは上部からペレットを
、下部から塩素含有ガスを連続的に供給し、上部から反
応化５ｙガスの排出ができ、下部より反応残渣の抜き出
しができる構造の反応器が挙げられる。又反応器材は高
温の塩素雰囲気下で充分使用できる材料例えばカーボン
質などの使用が好ましい。
一酸化炭素を含むガスとは、通常の一酸化炭素（以下Ｃ
Ｏという）、カーバイド電炉排ガスなどＣＯｉ含むガス
であれば良いが、好ましくは反応器から排出される生成
ガスであり、更に好ましくは、該生成ガスから８ｉ１Ｊ
、を凝縮分離し循環使用した排ガスである。生成ガスを
使用する理由は、生成ガス中に多量のＣＯが含まれてい
る為循環するだけで使用でき取扱い上容易であり、かつ
経済的である為である。
Ｏという）、カーバイド電炉排ガスなどＣＯｉ含むガス
であれば良いが、好ましくは反応器から排出される生成
ガスであり、更に好ましくは、該生成ガスから８ｉ１Ｊ
、を凝縮分離し循環使用した排ガスである。生成ガスを
使用する理由は、生成ガス中に多量のＣＯが含まれてい
る為循環するだけで使用でき取扱い上容易であり、かつ
経済的である為である。
ＣＯ’４含むガスの反応器への供給は反応器下部より行
い、その量は塩素含有ガス中の塩素分１００体積部九対
してＣｏ分として１０〜１５０体横１５量が適当であり
、１０体積部より少ないと反応速度促進効果が小さく、
１５０５０体積り多い量では、反応器及び後処理工程が
大きくなり、熱的損失も大きく経済的に不利である。又
ＣＯを含むガスの供給は単独でも、塩素含有ガスと混合
してもよい。
い、その量は塩素含有ガス中の塩素分１００体積部九対
してＣｏ分として１０〜１５０体横１５量が適当であり
、１０体積部より少ないと反応速度促進効果が小さく、
１５０５０体積り多い量では、反応器及び後処理工程が
大きくなり、熱的損失も大きく経済的に不利である。又
ＣＯを含むガスの供給は単独でも、塩素含有ガスと混合
してもよい。
更に必要ならば反応残渣を抜き出すことを併用すればよ
り効果的である。以下本発明を図面に従って更にＴａＥ
Ａする。
り効果的である。以下本発明を図面に従って更にＴａＥ
Ａする。
図面は本発明の反応器の一例を示す説明図である。ペレ
ット化した原料をペレット貯槽１に入れ、ペレット供給
用パルプ２を通して反応器３に投入する。電気炉４を昇
温し、熱電対５で温度制御を行い、所定の温度に達した
らＣ１２供給口６より塩素含有ガスを供給し反応させる
。生成した５ｉｃＡ’４をはじめとする生成ガスなどを
生ｂｚガス排出管１より排出し、コンデンサー８で５ｉ
Ｃ１４Ｙ凝縮し、他のガスと分離する。又蓄積した反応
残渣はパルプ９の操作で、反応残渣抜き出しｆｉＯより
適当量抜き出す。ＣＯを含むガスはＣＯ洪給口１１より
供給する。生成ガスは、生成ガス循環パイプ１２を通っ
て、フローメーター１３で流量を調整しながらゾロワー
１４で反応器に供給する。
ット化した原料をペレット貯槽１に入れ、ペレット供給
用パルプ２を通して反応器３に投入する。電気炉４を昇
温し、熱電対５で温度制御を行い、所定の温度に達した
らＣ１２供給口６より塩素含有ガスを供給し反応させる
。生成した５ｉｃＡ’４をはじめとする生成ガスなどを
生ｂｚガス排出管１より排出し、コンデンサー８で５ｉ
Ｃ１４Ｙ凝縮し、他のガスと分離する。又蓄積した反応
残渣はパルプ９の操作で、反応残渣抜き出しｆｉＯより
適当量抜き出す。ＣＯを含むガスはＣＯ洪給口１１より
供給する。生成ガスは、生成ガス循環パイプ１２を通っ
て、フローメーター１３で流量を調整しながらゾロワー
１４で反応器に供給する。
以上銃明した通り、本発Ｅ！Ａは二酸化珪素含有物質と
炭素含有物質とを含有するペレットと、塩素含有ガスを
反応器に連続的に供給し、高温下で反応させ、四塩化珪
素を製造する方法に於て、−酸化炭素を含むガスを該反
応器に供給することを特徴とする四塩化珪素の製造方法
を提供するもので、抑えることが可能となり、生成ガス
も循環使用でき経済的に有効である。
炭素含有物質とを含有するペレットと、塩素含有ガスを
反応器に連続的に供給し、高温下で反応させ、四塩化珪
素を製造する方法に於て、−酸化炭素を含むガスを該反
応器に供給することを特徴とする四塩化珪素の製造方法
を提供するもので、抑えることが可能となり、生成ガス
も循環使用でき経済的に有効である。
以下実施例をあげてさらに詳しく説明する。
実施例１）
平均粒径６０μの砕石（５ｉｏ２含量９０％以上）と平
均粒径１６０μのコークスをＳ ｉ Ｏ２とＣのモル比
ｃ、’５ｉｏ２が２となるように混ぜ振動ミルで１時間
混合粉砕して平均粒径を５０μとした。その後この粉砕
混合物１００重量部に対して２２重量部の水を加えディ
スクペレツターで１０””ＸＩＯ■のペレットとし、１
８０℃、の乾燥機中で２４時間乾燥した。乾燥後これを
容積５１の反応器に充填し、下部よりＣｌ１２を毎分８
７．Ｃｏを毎分４１供給し、１２００℃で反応させた。
均粒径１６０μのコークスをＳ ｉ Ｏ２とＣのモル比
ｃ、’５ｉｏ２が２となるように混ぜ振動ミルで１時間
混合粉砕して平均粒径を５０μとした。その後この粉砕
混合物１００重量部に対して２２重量部の水を加えディ
スクペレツターで１０””ＸＩＯ■のペレットとし、１
８０℃、の乾燥機中で２４時間乾燥した。乾燥後これを
容積５１の反応器に充填し、下部よりＣｌ１２を毎分８
７．Ｃｏを毎分４１供給し、１２００℃で反応させた。
反応に序いペレットが減少するがペレットレベルが一定
となるように反応器上部よりペレツ）４供給した。
となるように反応器上部よりペレツ）４供給した。
このようにして反応を６日間継続し、反応開始後３Ｈｇ
の生成ガスをガスクロマトグラフィーで分析した。その
分析結果および転換率Ｘ（％）ン表に示す。なお転換率
ｘｒｒｓ各１度から次式を用いて算出した。
の生成ガスをガスクロマトグラフィーで分析した。その
分析結果および転換率Ｘ（％）ン表に示す。なお転換率
ｘｒｒｓ各１度から次式を用いて算出した。
転換率Ｘ（％） ＝Ｓ Ｉ Ｃ７１４Ｘ ２／（Ｓｉｃ
ｋ、ｘ ２ ＋Ｃ／３２＋ Ｃ０ＣＪ２） Ｘ １００
比較例１） ＣＯの供給を全く行なわずに反応を継続したこと以外は
実施例１）と同様に反応を行った。その結果を表に示す
。
ｋ、ｘ ２ ＋Ｃ／３２＋ Ｃ０ＣＪ２） Ｘ １００
比較例１） ＣＯの供給を全く行なわずに反応を継続したこと以外は
実施例１）と同様に反応を行った。その結果を表に示す
。
実施ｆ０２）
ＣＯを毎分８１供給したこと以外は実施例１）と同様に
反応を行った。その結果を表に示す。
反応を行った。その結果を表に示す。
実施例６）
一１０℃のコンデンサーで５ｉ（Ｊ！４を凝集分離した
生成ガスを毎分４）供給したこと以外は実Ｍ例１）と同
様に反応を行った。その結果を表に示す。
生成ガスを毎分４）供給したこと以外は実Ｍ例１）と同
様に反応を行った。その結果を表に示す。
実施例４）
ペレット供給量１００重量部に対し１０重量部の反応残
渣を抜き出したこと以外は実施例１）と同様に反応を行
なった。その結果を表に示す。
渣を抜き出したこと以外は実施例１）と同様に反応を行
なった。その結果を表に示す。
ＣＯを含むガスの供給゛効果が太きけれは反応は促進し
、未反応塩素の発生量は小さくなる。表かられかるよう
に、Ｃｏ供給により反応性が向上していることがわかる
。
、未反応塩素の発生量は小さくなる。表かられかるよう
に、Ｃｏ供給により反応性が向上していることがわかる
。
表
なお表に示した転換率は生成ガス組成から次式によって
めた。
めた。
ＣＯ＋ＣＯ２＋Ｃ１２＋ＣＯＣノ２＋ＳｉＣム＝１００
とした。
とした。
転換率Ｘ（％） ：Ｓ ｉ Ｃｌ ４×２／（ＳＩＣ７
４ｘ ２＋ Ｒ２憔＆ ） ×１００とした０
４ｘ ２＋ Ｒ２憔＆ ） ×１００とした０
図面は本発明の一例′を示す説明図である。
符号１・・・ペレット貯槽、２・・・パルプ、３・・・
反応器、４・・・電気炉、５・・・熱電対、６・・・Ｃ
Ｚ２戦給日給口・・・生成ガス排出管、８・・・コンデ
ンサー、９・・・バルジ、１０・・・反応残渣抜き出し
口、１１・・・Ｃｏ供給口、１゛２・・・生成ガス循環
パイプ、１３・・・７０−１−１−１１４・・・プロア
−０特軒出願人 電気化学工業株式会社 手続補正書 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１２６７９７号 ２、発明の名称 四塩化珪素の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区有楽町１丁目４番１号名称 （３
２９）電気化学工業株式会社５、補正の内容
反応器、４・・・電気炉、５・・・熱電対、６・・・Ｃ
Ｚ２戦給日給口・・・生成ガス排出管、８・・・コンデ
ンサー、９・・・バルジ、１０・・・反応残渣抜き出し
口、１１・・・Ｃｏ供給口、１゛２・・・生成ガス循環
パイプ、１３・・・７０−１−１−１１４・・・プロア
−０特軒出願人 電気化学工業株式会社 手続補正書 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１２６７９７号 ２、発明の名称 四塩化珪素の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区有楽町１丁目４番１号名称 （３
２９）電気化学工業株式会社５、補正の内容
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）二酸化珪素含有物質と炭素含有物質とを含有するペ
レットと、塩素含有ガスを反応器に連続的釦供給し、高
温下で反応させ、四塩化珪素を製造する方法に於て、−
酸化炭素を含むガスを該反応器に供給することを特徴と
する四塩化珪素の製造方法。 ２）−酸化炭素を含むガスとして反応生成ガスを使用す
ることを特徴とする特許請求の範囲１）九記載の方法。 ３）−酸化炭素を含むガスとして含有する四塩化珪素を
凝縮分離した反応生成ガスを用いることを特徴とする特
許請求の範囲１）に記載の方法。 ４）−酸化炭素を含むガスを塩素含有ガス中の塙素分１
００体積部に対して一酸化炭素分として１０〜１５０体
横１５給することを特徴とする特許請求の範囲１）、２
）、３）に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12679783A JPS6021809A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 四塩化珪素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12679783A JPS6021809A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 四塩化珪素の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6021809A true JPS6021809A (ja) | 1985-02-04 |
Family
ID=14944184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12679783A Pending JPS6021809A (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 四塩化珪素の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021809A (ja) |
-
1983
- 1983-07-12 JP JP12679783A patent/JPS6021809A/ja active Pending
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