RU2012157689A

RU2012157689A - Способ получения кремния и его соединений и линия для его осуществления

Info

Publication number: RU2012157689A
Application number: RU2012157689/05A
Authority: RU
Inventors: Руслан Алексеевич Шевченко; Александр Юрьевич Вахрушин; Андрей Павлович Чуканов
Original assignee: Руслан Алексеевич Шевченко; Александр Юрьевич Вахрушин; Андрей Павлович Чуканов
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-07-10
Also published as: RU2525415C1

Abstract

1. Линия для получения соединений кремния, содержащая узел получения кремнефтористоводородной кислоты, экстракционный блок с абсорбционной колонной для улавливания тетрафторида кремния и фтористого водорода и конденсатором для разделения тетрафторида кремния и фтористого водорода, газобаллонную станцию для хранения и транспортировки газов, и блок синтеза соединений кремния, включающий систему подачи газов в реактор и реактор, верхняя часть которого установлена в печи сопротивления для образования зоны нагрева, а нижняя - соединена с приемным бункером для сбора синтезированных частиц в съемный контейнер, фильтр, установленный в верхней части бункера, для вывода из него газа и направления его в поглотительную колонну, причем нижняя часть реактора и внешняя верхняя часть бункера снабжены системой водяного и воздушного охлаждения.2. Линия по п.1, отличающаяся тем, что для получения моносилана она дополнительно содержит испаритель магния, соединенный каналом с зоной нагрева реактора.3. Линия для получения порошка поликристаллического кремния, содержащая линию для получения моносилана по п.2, газобаллонную станцию для хранения и транспортировки моносилана и реакционного газа и блок разложения моносилана, включающий реактор, верхняя часть которого установлена в печи сопротивления для образования зоны нагрева, а нижняя - соединена с приемным бункером для сбора синтезированных частиц в съемный контейнер, соединенный с ним через шаровой вентиль, фильтр, установленный в верхней части бункера, для вывода через него газа и направления его в поглотительную колонну, причем нижняя часть реактора и внешняя верхняя �

Claims

1. Линия для получения соединений кремния, содержащая узел получения кремнефтористоводородной кислоты, экстракционный блок с абсорбционной колонной для улавливания тетрафторида кремния и фтористого водорода и конденсатором для разделения тетрафторида кремния и фтористого водорода, газобаллонную станцию для хранения и транспортировки газов, и блок синтеза соединений кремния, включающий систему подачи газов в реактор и реактор, верхняя часть которого установлена в печи сопротивления для образования зоны нагрева, а нижняя - соединена с приемным бункером для сбора синтезированных частиц в съемный контейнер, фильтр, установленный в верхней части бункера, для вывода из него газа и направления его в поглотительную колонну, причем нижняя часть реактора и внешняя верхняя часть бункера снабжены системой водяного и воздушного охлаждения.

2. Линия по п.1, отличающаяся тем, что для получения моносилана она дополнительно содержит испаритель магния, соединенный каналом с зоной нагрева реактора.

3. Линия для получения порошка поликристаллического кремния, содержащая линию для получения моносилана по п.2, газобаллонную станцию для хранения и транспортировки моносилана и реакционного газа и блок разложения моносилана, включающий реактор, верхняя часть которого установлена в печи сопротивления для образования зоны нагрева, а нижняя - соединена с приемным бункером для сбора синтезированных частиц в съемный контейнер, соединенный с ним через шаровой вентиль, фильтр, установленный в верхней части бункера, для вывода через него газа и направления его в поглотительную колонну, причем нижняя часть реактора и внешняя верхняя часть бункера снабжены системами водяного и воздушного охлаждения.

4. Способ получения соединений кремния, включающий экстракцию кремнефтористоводородной растворами амина в инертном разбавителе, разложение экстракта кремнефтористоводородной кислоты с образованием смеси газов тетрафторида кремния и фтористого водорода, разделение тетрафторида кремния и фтористого водорода охлаждением потока газовой смеси с образованием конденсата безводного фтористого водорода и газообразного тетрафторида кремния и синтез соединений кремния путем подачи в реактор газообразного тетрафторида кремния и реакционного газа.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что для синтеза моносилана в качестве реакционного газа в реактор подают водород или безводный фтористый водород и парообразный магний.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что парообразный магний подают из испарителя.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что для синтеза карбида кремния в качестве реакционного газа в реактор подают насыщенный углеводород или смесь насыщенных углеводородов, в частности природный газ.

8. Способ по п.4, отличающийся тем, что для синтеза нитрида кремния в качестве реакционного газа в реактор подают химическое соединение азота с водородом, в частности газообразный аммиак.

9. Способ по п.4, отличающийся тем, что для синтеза карбонитрида кремния в качестве реакционного газа в реактор подают насыщенный углеводород или смесь насыщенных углеводородов, в частности природного газа, и газообразного аммиака или газообразного амина.

10. Способ по п.4, отличающийся тем, что для синтеза двуокиси кремния в качестве реакционного газа в реактор подают водяной пар.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что в реактор дополнительно вводят химическое соединение, содержащее легирующий элемент, изменяющий показатель преломления двуокиси кремния.

12. Способ по п.4, отличающийся тем, что используют кремнефтористоводородную кислоту, предварительно полученную путем растворения кварцита в плавиковой кислоте.

13. Способ по п.4, отличающийся тем, что используют кремнефтористоводородную кислоту, полученную при переработке апатита.

14. Способ по п.4, отличающийся тем, что используют кремнефтористоводородную кислоту, полученную при переработке полевого шпата.

15. Способ по п.4, отличающийся тем, что используют кремнефтористоводородную кислоту, полученную при травлении стекла.

16. Способ по любому из пп.4-15, отличающийся тем, что экстракт кремнефтористоводородной кислоты предварительно получают путем очистки кремнефтористоводородной кислоты растворами алифатического амина в разбавителе и сушки воздухом при температуре 55-60°С.

17. Способ по любому из пп.4-15, отличающийся тем, что экстракт кремнефтористоводородной кислоты предварительно получают путем очистки соли кремнефтористоводородной кислоты, например кремнефторида натрия, и плавиковой кислоты растворами алифатического амина в разбавителе и сушки воздухом при температуре 55-60°С.

18. Способ по любому из пп.4-15, отличающийся тем, что разложение экстракта кремнефтористоводородной кислоты осуществляют путем обработки слабым раствором олеума, причем образующаяся в процессе обработки органическая фаза отмывается и возвращается на последующую экстракцию кремнефтористоводородной кислоты.

19. Способ по п.16, отличающийся тем, что разложение экстракта кремнефтористоводородной кислоты осуществляют путем обработки слабым раствором олеума, причем образующаяся в процессе обработки органическая фаза отмывается и возвращается на последующую экстракцию кремнефтористоводородной кислоты.

20. Способ по п.17, отличающийся тем, что разложение экстракта кремнефтористоводородной кислоты осуществляют путем обработки слабым раствором олеума, причем образующаяся в процессе обработки органическая фаза отмывается и возвращается на последующую экстракцию кремнефтористоводородной кислоты.

21. Способ по п.5 или 6 отличающийся тем, что полученный после синтеза моносилан подают в реактор для разложения моносилана совместно с реакционным газом для получения соединений кремния, выбранных из группы: карбид кремния, нитрид кремния, карбонитрид кремния, двуокись кремния.

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что для получения карбида кремния в качестве реакционного газа совместно с моносиланом подают насыщенный углеводород или смесь насыщенных углеводородов, в частности природный газ.

23. Способ по п.21, отличающийся тем, что для получения нитрида кремния в качестве реакционного газа совместно с моносиланом подают химическое соединение азота с водородом, в частности газообразный аммиак.

24. Способ по п.21, отличающийся тем, что для получения карбонитрида кремния в качестве реакционного газа совместно с моносиланом подают насыщенный углеводород или смесь насыщенных углеводородов, в частности природный газ, и газообразный аммиак или газообразный амин.

25. Способ по п.21, отличающийся тем, что для получения двуокиси кремния в качестве реакционного газа совместно с моносиланом подают водяной пар.

26. Способ по п.25, отличающийся тем, что в реактор дополнительно вводят химическое соединение, содержащее легирующий элемент, изменяющий показатель преломления двуокиси кремния.

27. Способ получения частиц поликристаллического кремния, включающий подачу моносилана в реактор блока разложения моносилана и разложение его при температуре 600-700°С, отличающийся тем, что в реактор подают моносилан, полученный способом по любому из пп.5-6.

28. Способ по п.27, отличающийся тем, что при разложении моносилана в реактор дополнительно вводят химическое соединение, содержащее легирующий элемент, изменяющий тип проводимости кремния.

29. Порошок поликристаллического кремния, полученный способом по п.27 или 28.

30. Порошок соединений кремния, полученный способом по любому из пп.4-26.