RU128874U1 - Технологический комплекс для получения монокристаллического кремния - Google Patents
Технологический комплекс для получения монокристаллического кремния Download PDFInfo
- Publication number
- RU128874U1 RU128874U1 RU2012154139/05U RU2012154139U RU128874U1 RU 128874 U1 RU128874 U1 RU 128874U1 RU 2012154139/05 U RU2012154139/05 U RU 2012154139/05U RU 2012154139 U RU2012154139 U RU 2012154139U RU 128874 U1 RU128874 U1 RU 128874U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon
- furnace
- site
- reduction
- technological complex
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
1. Технологический комплекс для получения монокристаллического кремния, включающий расположенные в технологической последовательности и взаимосвязанные транспортными средствами руднотермическая печь, участок очистки кремнийсодержащего соединения от примесей, участок термического восстановления кремния и установка для выращивания монокристаллов кремния методом Чохральского, отличающийся тем, что в него дополнительно введены вакуумная печь восстановления магния силикотермическим методом, высокотемпературная печь для гранулирования кремния, вибрационные сита.2. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что участок очистки кремнийсодержащего соединения от примесей представлен участком очистки диоксида кремния, включающий барабанно-вращающуюся печь фторирования, абсорбер, сублиматор, аппарат десублимации, реактор-смеситель, аппарат фильтрации, печь для сушки и прокалки диоксида кремния, кристаллизатор и аппарат конденсации воды.3. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что участок термического восстановления кремния состоит из аппарата магниетермического восстановления диоксида кремния и аппарата разложения силицида магния.
Description
Полезная модель может быть использована в области химической технологии и металлургии с целью получения монокристаллического кремния применимого в солнечной энергетике.
Известен технологический комплекс получения монокристаллического кремния высокой чистоты [Нашельский А.Я. Производство полупроводниковых материалов. М.: Металлургия, 1989. - с.272], который включает следующие операции: карботермическое восстановление кварцевого концентрата, синтез, разделение и очистку хлорсиланов, очистку технического водорода, приготовление стержней-основ, термическое осаждение кремния, регенерацию и очитку хлорсиланов из отходящих газов, дробление кремния для последующего плавления и изготовления монокристаллов кремния по методу Чохральского. Такая технология является энергоемкой, дорогой, продукты переделов являются токсичными и пожаровзрывоопасными.
Задачей полезной модели является расширение арсенала средств для получения кремния, по своим техническим характеристикам пригодного для использования в солнечной энергетике.
Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемой полезной модели заключается в снижении операционных и энергетических. затрат и минимизация применения вспомогательных реагентов за счет оптимизации и замкнутости производственного цикла.
Поставленная задача решается при реализации предлагаемого технологического комплекса для получения кремния (фиг.1), включающего в своем составе следующее основное производственное оборудование:
- руднотермическую печь (1) для восстановительной плавки диоксида кремния с получением металлургического кремния;
- вакуумная печь восстановления магния силикотермическим методом (2);
- участок очистки диоксида кремния от примесей (3), включающий барабанно-вращающуюся печь фторирования (4), абсорбер (5), сублиматор (6), аппарат десублимации (7), реактор-смеситель (8), аппарат фильтрации (9), печь для сушки и прокалки диоксида кремния (10), кристаллизатор (11), аппарат конденсации воды (12);
- участок термического восстановления кремния (13), включающий аппарат магниетермического восстановления диоксида кремния (14) и аппарат разложения силицида магния (15);
- высокотемпературная печь для гранулирования кремния (16);
- вибрационные сита(17);
- установка для выращивания монокристаллов кремния методом Чохральского (18). Измельченный кварцевый концентрат смешивают с углеродным восстановителем и подают в руднотермическую печь (1) для восстановительной электроплавки с получением металлургического кремния с содержанием примесей до 1-2%. Кремний охлаждают, дробят, измельчают, смешивают с оксидом магния. Получаемую шихту загружают в вакуумную печь для силикотермического восстановления магния (2), высокая чистота восстанавливаемого металла достигается путем проведения процесса под вакуумом, образующиеся пары магния подают на передел магниетермического получения кремния в аппарат (14); образующийся диоксид кремния направляют на участок очистки от примесей (3). Диоксид кремния смешивают с фторирующим агентом (фторидом, гидрофторидом аммония или их смесью) и подают в барабанно-вращающуюся печь (4), где осуществляется процесс фторирования с образованием гексофоторосиликата аммония и аммиака. Газообразный аммиак улавливают растворением в воде в абсорбере (5) в результате получают концентрированный водный раствор аммиака. Твердый гексафторосиликат аммония при нагревании в сублиматоре (6) переводят в газообразное состояние, в то время как примеси металлов в форме фторидов остаются в твердом состоянии. Газообразный гексафторосиликат аммония десублимируют в аппарате десублимации (7), при этом фториды бора и фосфора остаются в газовой фазе. Очищенный от металлов и неметаллов гексафторосиликат аммония направляют в реактор смеситель (8), где обрабатывают аммиачной водой, поступающей из абсорбера (5), с попутной регенерацией фторирующего реагента. Осадок гидратированного диоксида кремния на фильтровальном аппарате (9) отделяют от раствора фторида аммония. В результате сушки и прокалки осадка в печи (10) получается высокочистый диоксид кремния в мелкодисперсном виде, который направляют на участок термического восстановления кремния (13). Отделенный раствор фторида аммония упаривают в кристаллизаторе (11), пары воды поступают в аппарат для конденсации воды (12), откуда конденсированная вода поступает в аппарат абсорбции аммиака (5), регенерированный фторирующий агент направляют в барабанно-вращающуюся печь фторирования (4) на стадию получения гексафторосиликата аммония.
На участке термического восстановления кремния (13) в аппарат магниетермического восстановления диоксида кремния (14), в качестве которого может быть использован реактор стесненного падения, поступает очищенный от примесей диоксид кремния, где под действием паров магния, поступающих из силикотермической печи (2), восстанавливается с образованием кремния, оксида и силицида магния. Полученные продукты направляют в аппарат разложения силицида магния (15), где под действием температуры силицид магния окисляется кислородом воздуха до кремния и оксида магния. Разделение продуктов осуществляют на вибрационных ситах (17), предварительно смесь кремния и оксида магния переплавляют в высокотемпературной печи для гранулирования кремния (16). Оксид магния возвращают в вакуумную печь восстановления магния силикотермическим методом (2) на стадию регенерации магния.
Для заключительного рафинирования и получения монокристаллического кремния пригодного для использования в солнечной энергетике гранулированный кремний направляют в установку выращивания монокристаллов кремния методом Чохральского (18)
В результате реализации предлагаемого технического решения - при осуществлении всех вышеперечисленных действий согласно заявления полезной модели получают очищенный от примесей товарный монокристаллический кремний (чистой 99,9999%), пригодный для использования в солнечной энергетике.
При этом в отличие от ранее известных технологических комплексов, предлагаемое техническое решение обеспечивает зациклинность и практически полную регенерацию основного химического реагента - магния, в технологии не используется токсичные химические реагенты, очистка от примесей металлов, а также бора и фосфора происходит на стадии фторидной очистки оксида кремния.
Claims (3)
1. Технологический комплекс для получения монокристаллического кремния, включающий расположенные в технологической последовательности и взаимосвязанные транспортными средствами руднотермическая печь, участок очистки кремнийсодержащего соединения от примесей, участок термического восстановления кремния и установка для выращивания монокристаллов кремния методом Чохральского, отличающийся тем, что в него дополнительно введены вакуумная печь восстановления магния силикотермическим методом, высокотемпературная печь для гранулирования кремния, вибрационные сита.
2. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что участок очистки кремнийсодержащего соединения от примесей представлен участком очистки диоксида кремния, включающий барабанно-вращающуюся печь фторирования, абсорбер, сублиматор, аппарат десублимации, реактор-смеситель, аппарат фильтрации, печь для сушки и прокалки диоксида кремния, кристаллизатор и аппарат конденсации воды.
3. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что участок термического восстановления кремния состоит из аппарата магниетермического восстановления диоксида кремния и аппарата разложения силицида магния.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012154139/05U RU128874U1 (ru) | 2012-12-13 | 2012-12-13 | Технологический комплекс для получения монокристаллического кремния |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012154139/05U RU128874U1 (ru) | 2012-12-13 | 2012-12-13 | Технологический комплекс для получения монокристаллического кремния |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU128874U1 true RU128874U1 (ru) | 2013-06-10 |
Family
ID=48786707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012154139/05U RU128874U1 (ru) | 2012-12-13 | 2012-12-13 | Технологический комплекс для получения монокристаллического кремния |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU128874U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2592629C1 (ru) * | 2015-07-23 | 2016-07-27 | Борис Павлович Чесноков | Способ получения кремния |
| CN114074942A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-02-22 | 青岛科技大学 | 一种利用焦耳热制备单质硅的方法 |
-
2012
- 2012-12-13 RU RU2012154139/05U patent/RU128874U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2592629C1 (ru) * | 2015-07-23 | 2016-07-27 | Борис Павлович Чесноков | Способ получения кремния |
| CN114074942A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-02-22 | 青岛科技大学 | 一种利用焦耳热制备单质硅的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2772307A1 (en) | Production of high purity silicon from amorphous silica | |
| JP5768714B2 (ja) | シリコンの製造方法 | |
| CN103738990B (zh) | 一种利用结晶氯化铝制取氧化铝的方法 | |
| Sun et al. | Purification of metallurgical-grade silicon via acid leaching, calcination and quenching before boron complexation | |
| CN104195355B (zh) | 制备锆的方法 | |
| WO2020199366A1 (zh) | 一种相分离去合金化提纯硅的方法 | |
| CN103896215A (zh) | 一种采用萤石-硫酸法来制备氟化氢的方法 | |
| CN104843712A (zh) | 一种工业氟硅酸的提纯并联产白炭黑的方法 | |
| KR20140015255A (ko) | 규소를 정제하기 위한 형석/요오드화 공정 | |
| RU128874U1 (ru) | Технологический комплекс для получения монокристаллического кремния | |
| CN102874821A (zh) | 高纯度二氧化硅的制备方法 | |
| CN106315648B (zh) | 一种提纯冰晶石的方法 | |
| EA015477B1 (ru) | Способ получения поликристаллического кремния из раствора кремнефтористо-водородной кислоты и установка для получения поликристаллического кремния | |
| JP2014528899A5 (ru) | ||
| CN102910638B (zh) | 一种无水偏硼酸锂的制备方法 | |
| RU2458006C2 (ru) | Способ получения синтетического диоксида кремния высокой чистоты | |
| CN102134078A (zh) | 一种硫酸石英砂闭环生产四氟化硅的方法 | |
| CN108793170A (zh) | 一种工业硅通气造渣冶炼结合预处理后酸洗工艺 | |
| RU2375305C1 (ru) | Способ переработки боросиликатных концентратов | |
| RU2356834C2 (ru) | Способ получения поликристаллического кремния в виде гранул сферической формы | |
| KR20230117427A (ko) | 다공성 나노실리콘의 생산 방법 | |
| CN116490462A (zh) | 超高纯度非晶二氧化硅的制造方法 | |
| RU2599478C1 (ru) | Способ получения металлического бериллия | |
| RU2588627C1 (ru) | Способ рафинирования металлургического кремния | |
| JP2002180145A (ja) | 高純度金属バナジウムの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130702 |