SE438309B - Forfarande for rening av kisel - Google Patents
Forfarande for rening av kiselInfo
- Publication number
- SE438309B SE438309B SE7909115A SE7909115A SE438309B SE 438309 B SE438309 B SE 438309B SE 7909115 A SE7909115 A SE 7909115A SE 7909115 A SE7909115 A SE 7909115A SE 438309 B SE438309 B SE 438309B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- silicon
- ppmw
- hydroxide
- oxide
- purification
- Prior art date
Links
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
- C01B33/037—Purification
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
Description
~79o911sez
2
bestående av framställning av triklorsilan genom reak-
tion med väte och klor från metallurgiskt kisel, och
därefter rening och avsättning av kisel i form av stänger
i motståndsuppvärmda reaktorer, avslöjar att mer än 90 %
av energin konsumeras i kiselavsättningsprocessen. Som en
följd härav framgår den praktiska betydelsen av proces-
ser som medger rening av kisel av metallurgisk kvalitet
till sådana kostnader som gör att den medelst fotoelek-
trisk omvandling producerade energin kan tävla med den
från andra källor.
De förfaranden som föreslås för framställning av
kisel av solcellskvalitet med utgångspunkt från metallur-
giskt kisel baseras i allmänhet på följande operationer:
tvättning med syror, förslaggning, inblåsning av reage-
rande gaser eller indunstning under vakuum. Dessa för-
faranden har emellertid inte visat sig effektiva för
avlägsnande av vissa typer av föroreningar som är sär-
skilt skadliga i kisel av solcellskvalitet, såsom alu-
minium, bor och fosfor.
Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför
att åstadkomma ett enkelt och ekonomiskt förfarande som
medger rening av metallurgiskt kisel för erhållande av
ett kisel av solcellskvalitet.
Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstad-
komma ett förfarande för rening av metallurgiskt kisel,
vilket kan vara särskilt effektivt gentemot sådana för-
oreningar som aluminium, bor och fosfor.
Man har nu funnit att föroreningarna i det metallur-
giska kislet (såsom t ex Al, P, B, Fe, Ti, Cr, V, Zr och
Ni) effektivt kan avlägsnas om metallurgiskt kisel be-
handlas i smält tillstånd med bariumkarbonat och/eller
-oxid och/eller -bariumhydroxid och efter kylning och
krossning lakas med utspädda oorganiska syror.
Särskilt har man funnit att det är möjligt att
genom att operera på detta sätt reducera Al-halten till
lO
7909115-3
3
mindre än 1 ppmw (viktmiljondel, parts per million by weight),
P-halten till l ppmw (och t o m mindre) och B-halten till
ppmw (och t o m mindre), varvid samtidigt den totala
mängden av de andra ferroreningarna reduceras till mindre
än 1,5 ppmw.
Föreliggande uppfinning omfattar därför ett sätt
att åstadkomma ett förfarande för rening av kisel, vil-
ket kännetecknas av att kisel i smält tillstånd omsättes
med bariumkarbonat och/eller -oxid och/eller-hydroxid
och därefter, efter kylning och krossning, lakas det
med ett eller flera utspädda oorganiska syror.
I praktiken kan förfarandet enligt föreliggande
uppfinning användas för rening av metallurgiskt kisel
som framställes i ljusbågsugnar genom kolreducering.
Som exempel kan nämnas att de föroreningar som,
finns i det metallurgiska kislet vanligen är följande:
-40 ppmw, Al = 20 000-30 000 ppmw, P = 50-100 ppmw,
1000-2000 ppmw, V = 800-1200 ppmw, Cr 2000-2500
1500-1800 ppmw,
B =
Ti =
ppmw. Fe = 30 ooo-4o ooo ppmw. Ni =
Zr = 80-100 ppmw.
I den praktiska utföringsformen av förfarandet en-
ligt föreliggande uppfinning kan tillsatsen av Ba-karbo-
nat och/eller -oxid och/eller -hydroxid åstadkommas
direkt i skopan, in i vilken det i ljusbågsugnen framställ-
da kislet hälls.
Som ett alternativ är (let möjligt att utgå från fast
metallurgiskt kisel, smälta detta i en lämplig ugn
och hälla det i ett kärl, i vilket Ba-karbonat och/eller
-oxid och/eller -hydroxid redan hartillsats eller till-
Il
sättes successivt.
I en alternativ utföringsform är det möjligt att
blanda kislet i pulverform eller.i klumpar med barium-
karbonatet och/eller -oxiden och/eller -hydroxiden och
därefter smälta det så erhållna systemet.
Under behandlingen hålls-den smälta massans tempera-
tur vid 1550-200000, företrädesvis vid 1600-1750°C.
7909115-3
4
Den tillsatta mängden bariumkarbonat och/eller
-oxid och/eller -hydroxid beror på föroreningshalten
i kislet. Vanligen ligger mängden inom området 5-30
vikt% avseende på vikten av det kisel som skall
renas.
Under behandlingen skall den smälta massan lämp-
ligen hållas under omröring och denna omröring skall
företrädesvis uppnås genom inblåsning av en oxiderande
gas, företrädesvis vattenånga eller syre, genom kärlets
botten. I själva verket medger närvaron av en oxideran-
de gas att man erhåller en högre rening.
Efter en behandlingstid i storleksordningen några
få timmar, t ex l-6 h, hälls den smälta massan i en
gjutform och får svalna, företrädesvis till rumstempera-
mi.
De efter kylning erhållna göten utsättes för meka-
nisk krossning. De resulterande klumparnas dimensioner
är inte kritiska och i allmänhet uppnås goda resultat
med storlekar på några centimeter, t ex 5-10 cm.
De så erhållna klumparna lakas med utspädda oorga-
niska syror, såsom klorvätesyra, fluorvätesyra, sal-
petersyra, svavelsyra eller blandningar därav.
Lakningen genomföres vid en temperaturínmnomfikbt fiån
rumstemperatur till 80°C, vanligen med användning av I
syror i en vattenlösning vid koncentrationer av 5-20 %
och vid viktförhållanden mellan syralösningen och kislet
av 1,5-5. Lakningens längd är en omvänd funktion av
temperaturen och ligger vanligen inom området 20-50 h.
Vid avslutandetav lakningen, efter tvättning och
filtrering, erhålles ett kisel, i vilket B finns i en
mängd som ej överstiger 5 ppmw, P i en mängd som inte
överstiger l ppmw och Al i en mängd som är lägre än
1 ppmw, medan den totala mängden av andra etallförore-
ningar är mindre än 1,5 ppmw.
Förfarandet enligt föreliggande uppfinning reduce-
rar drastiskt det framställda kislets “återbetalda tid"
eftersom förfarandet medger eliminering av avsättnings-
l5
7909115-3
processen som däremot krävs för framställning av kisel
av elektronisk kvalitet. Kislet blir sålunda användbart
för solcellstillämpningar.
Förfarandet enligt föreliggande uppfinning är sär-
skilt intressant för tillverkningar i stor skala, koppla-
de med tillverkning av kisel av metallurgisk kvalitet,
men det kan även tillämpas vid ugnar med mindre kapa-
citet.
Det enligt föreliggande uppfinning renade kislet
kan utsättas för är direkt stelnande, varigenom poly-
kristaller lämpliga för direkt tillverkning av solceller
erhålles.
Följande exempel ges för att bättre illustrera
fördelarna och egenskaperna hos föreliggande uppfin-
ning utan att emellertid begränsa denna.
EXEMPEL l
200 kg metallurgiskt kisel hälldes i en skopa vid
en temperatur av 155000.
Medelhalten av de huvudsakliga föroreningarna, be-
stämda på ett prov medelst masspektrofotometri och ut-
tryckt som ppmw, var följande:
B = 26,1; Al = 22 600; P = 83,8; Ti = 1410; V = 938;
Cr = 2240; Fe = 34 500; Ni = 1660; Zr = 90,3.
40 kg BaC03 hade tidigare införts i skopbottnen.
Omröring av den smälta produkten erhölls genom in-
blåsning av syre genom bottnen. Reaktionen genomfördes
i lh, varpå produkten hälldes i en gjutform och fick
svalna.
Det så erhållna kislet krossades till en storlek
av ca 20-50 mm. Bitarna bringades att smälta i 48 h
i 400 liter av en vattenlösning innehållande 10 vikt%
HCl och 10 vikt% HFi_Ett kiselpulver med en kornstorlek
av 0,5-2 mm erhölls sålunda, vilket därefter tvättades
och filtrerades.
Föroreningshalten, bestämd medelst masspektrofoto-
metri och uttryckt i ppmw, var följande:
'7909115-3
6
B = 4; A1 = 0,1; P = 0,1; Ti <0,018; V < 0,015;
Cr < 0,04; Fe < 0,6; Ni < 0,5; zr < 0,07.
EXEMPEL 2
Man utgick från ett metallurgiskt kisel, i vilket
halten av de huvudsakliga föroreningarna bestämda genom
masspektrofotometri och uttryckt i ppmw, var följande:
B = 20; A1 = 24 000; P = 60; Ti = 2200; V = 1000;
2600; Fe = 16 000; Ni = 1800; Zr = 110.
1000 g av detta kisel, malt till en storlek av
mindre än 50 pm, blandades med 200 g BaO.
Cr =
Den resulterande blandningen smältes vid en tempe-
ratur av ca l6OOOC i en kvartsdegel medelst en radiofrek-
vensugn och reaktionen fick fortskrida i 3 h.
Efter kylning och malning till en kornstorlek av
-30 mm fick kislet smälta i 24 h under omröring i
2 liter av en vattenlösning innehållande 10 vikt% HCl
och 10 vikt% HF.
Sålunda var det möjligt att erhålla ett kiselpulver
med en kornstorlek av 0,5-2 mm, vilket tvättades och
filtrerades. Halten föroreningar, mätt genom masspektro-
fotometri och uttryckt i ppmw, var följande:
B = 5; A1 = 0,2; P = 1; Ti < 0,018; V < 0,015;
Br ( 0,04; Fe < 0,6; Ni < 0,5; Zr< 0,07.
Claims (5)
- l. Förfarande för rening av kisel, k ä n n e - t e c k n a t av att kisel i ett smält tillstånd om- sättes med bariumkarbonat- och/eller oxid och/eller -hydroxid, varefter det efter kylning och krossning lakas med en eller flera utspädda oorganiska syror.
- 2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a t av att en oxiderande gas, vald bland syre och vattenânga,blåses in i den smälta massan under reak- tionen.
- 3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e- t e c k n a t av att reaktionen med bariumkarbonat och/eller -oxid och/eller -hydroxid genomföres vid området 15 so-2ooo°c. enligt ett eller flera av de före- en temperatur inom
- 4. Förfarande n n e t e c k n a t av att barium- -oxid och/eller -hydroxid tillsät- området 5-30 vikt% med avseende på gående kraven, k ä karbonat och/eller tes i mängder inom kislet som skall renas.
- 5. Förfarande enligt ett eller flera av de före- gående kraven, k ä n n e t e c k n a t av att lakningen genomföres med en syra vald bland klorvätesyra, fluor- vätesyra, salpetersyra, svavelsyra eller blandningar därav.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT29622/78A IT1100218B (it) | 1978-11-09 | 1978-11-09 | Procedimento per la purificazione di silicio |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE7909115L SE7909115L (sv) | 1980-05-10 |
SE438309B true SE438309B (sv) | 1985-04-15 |
Family
ID=11228135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE7909115A SE438309B (sv) | 1978-11-09 | 1979-11-05 | Forfarande for rening av kisel |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4241037A (sv) |
JP (1) | JPS5567519A (sv) |
AU (1) | AU528382B2 (sv) |
BE (1) | BE879913A (sv) |
BR (1) | BR7907218A (sv) |
CA (1) | CA1133681A (sv) |
DE (1) | DE2944975A1 (sv) |
ES (1) | ES485807A1 (sv) |
FR (1) | FR2440913A1 (sv) |
GB (1) | GB2036708B (sv) |
IT (1) | IT1100218B (sv) |
NL (1) | NL7908106A (sv) |
NO (1) | NO152208C (sv) |
SE (1) | SE438309B (sv) |
ZA (1) | ZA795987B (sv) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001042136A1 (en) * | 1999-12-08 | 2001-06-14 | Elkem Asa | Refining of metallurgical grade silicon |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3123009A1 (de) * | 1981-06-10 | 1982-12-30 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum herstellen von fuer solarzellen verwendbarem silizium |
DE3201312C2 (de) * | 1982-01-18 | 1983-12-22 | Skw Trostberg Ag, 8223 Trostberg | Verfahren zur Reinigung von Silicium |
NO152551C (no) * | 1983-02-07 | 1985-10-16 | Elkem As | Fremgangsmaate til fremstilling av rent silisium. |
DE3332447A1 (de) * | 1983-09-08 | 1985-03-21 | Wacker-Chemitronic Gesellschaft für Elektronik-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen | Verfahren zur befreiung von siliciumbruchstuecken von verunreinigungen |
US4777030A (en) * | 1985-07-24 | 1988-10-11 | Enichem, S.P.A. | Process for recovery of silicon from a reaction mixture |
GB2190368B (en) * | 1986-04-16 | 1989-12-13 | Westinghouse Electric Corp | Method of removing film from dendritic web silicon |
US4898960A (en) * | 1986-12-22 | 1990-02-06 | Dow Corning Corporation | Method of direct process performance improvement via control of silicon manufacture |
NO180532C (no) * | 1994-09-01 | 1997-05-07 | Elkem Materials | Fremgangsmåte for fjerning av forurensninger fra smeltet silisium |
CA2232777C (en) * | 1997-03-24 | 2001-05-15 | Hiroyuki Baba | Method for producing silicon for use in solar cells |
US20040043500A1 (en) * | 2002-08-27 | 2004-03-04 | Rumps J Eric | Wafer-scale microwave digestion apparatus and methods |
EP1687240A1 (en) * | 2003-12-04 | 2006-08-09 | Dow Corning Corporation | Method of removing impurities from metallurgical grade silicon to produce solar grade silicon |
JP4766837B2 (ja) | 2004-03-03 | 2011-09-07 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | シリコンからのホウ素除去方法 |
JP4966560B2 (ja) * | 2005-03-07 | 2012-07-04 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | 高純度シリコンの製造方法 |
JP5140835B2 (ja) * | 2005-03-07 | 2013-02-13 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 高純度シリコンの製造方法 |
JP4741860B2 (ja) * | 2005-03-07 | 2011-08-10 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | 高純度のシリコンの製造方法 |
JP4850501B2 (ja) * | 2005-12-06 | 2012-01-11 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | 高純度シリコンの製造装置及び製造方法 |
JP4920258B2 (ja) * | 2006-01-17 | 2012-04-18 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | シリコンのスラグ精錬方法及び高純度シリコンの製造装置 |
US7682585B2 (en) * | 2006-04-25 | 2010-03-23 | The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona | Silicon refining process |
BRPI0716934A2 (pt) * | 2006-09-14 | 2013-09-17 | Silicium Becancour Inc | processo e aparelho para a purificaÇço de material de sÍlica de baixa qualidade |
US9243311B2 (en) * | 2007-03-13 | 2016-01-26 | Silicor Materials Inc. | Method for removing phosphorous and boron from aluminium silicon alloy for use in purifying silicon |
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. |
NO331026B1 (no) * | 2009-09-23 | 2011-09-12 | Elkem Solar As | Fremgangsmate for fremstilling av hoyrent silisium |
CN101724900B (zh) * | 2009-11-24 | 2012-05-23 | 厦门大学 | 一种多晶硅提纯装置及提纯方法 |
US20110126877A1 (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-02 | Jinah Kim | Solar cell |
CN101792143B (zh) * | 2010-03-24 | 2011-12-21 | 姜学昭 | 提纯硅的方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1037713A (en) * | 1911-06-26 | 1912-09-03 | Carborundum Co | Method of making silicon articles. |
US2885364A (en) * | 1955-05-31 | 1959-05-05 | Columbia Broadcasting Syst Inc | Method of treating semiconducting materials for electrical devices |
US2866701A (en) * | 1956-05-10 | 1958-12-30 | Vanadium Corp Of America | Method of purifying silicon and ferrosilicon |
US3012865A (en) * | 1957-11-25 | 1961-12-12 | Du Pont | Silicon purification process |
NL134280C (sv) * | 1959-05-13 | |||
LU39963A1 (sv) * | 1960-04-01 | |||
GB1103329A (en) * | 1964-09-15 | 1968-02-14 | Gen Trustee Co Ltd | Refining of silicon |
US4092446A (en) * | 1974-07-31 | 1978-05-30 | Texas Instruments Incorporated | Process of refining impure silicon to produce purified electronic grade silicon |
US4102764A (en) * | 1976-12-29 | 1978-07-25 | Westinghouse Electric Corp. | High purity silicon production by arc heater reduction of silicon intermediates |
US4124410A (en) * | 1977-11-21 | 1978-11-07 | Union Carbide Corporation | Silicon solar cells with low-cost substrates |
-
1978
- 1978-11-09 IT IT29622/78A patent/IT1100218B/it active
-
1979
- 1979-11-05 NO NO793552A patent/NO152208C/no unknown
- 1979-11-05 SE SE7909115A patent/SE438309B/sv not_active IP Right Cessation
- 1979-11-06 NL NL7908106A patent/NL7908106A/nl not_active Application Discontinuation
- 1979-11-06 US US06/091,750 patent/US4241037A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-11-06 FR FR7927338A patent/FR2440913A1/fr active Granted
- 1979-11-06 JP JP14287379A patent/JPS5567519A/ja active Pending
- 1979-11-07 DE DE19792944975 patent/DE2944975A1/de not_active Withdrawn
- 1979-11-07 BR BR7907218A patent/BR7907218A/pt unknown
- 1979-11-07 ZA ZA00795987A patent/ZA795987B/xx unknown
- 1979-11-07 AU AU52570/79A patent/AU528382B2/en not_active Ceased
- 1979-11-08 BE BE0/198034A patent/BE879913A/fr not_active IP Right Cessation
- 1979-11-08 GB GB7938801A patent/GB2036708B/en not_active Expired
- 1979-11-08 ES ES485807A patent/ES485807A1/es not_active Expired
- 1979-11-08 CA CA339,456A patent/CA1133681A/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001042136A1 (en) * | 1999-12-08 | 2001-06-14 | Elkem Asa | Refining of metallurgical grade silicon |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5567519A (en) | 1980-05-21 |
ZA795987B (en) | 1980-10-29 |
DE2944975A1 (de) | 1980-05-22 |
NO793552L (no) | 1980-05-12 |
IT1100218B (it) | 1985-09-28 |
AU528382B2 (en) | 1983-04-28 |
GB2036708A (en) | 1980-07-02 |
BE879913A (fr) | 1980-05-08 |
FR2440913A1 (fr) | 1980-06-06 |
NO152208C (no) | 1985-08-21 |
US4241037A (en) | 1980-12-23 |
SE7909115L (sv) | 1980-05-10 |
AU5257079A (en) | 1980-05-15 |
NO152208B (no) | 1985-05-13 |
ES485807A1 (es) | 1980-10-01 |
CA1133681A (en) | 1982-10-19 |
FR2440913B1 (sv) | 1982-01-29 |
BR7907218A (pt) | 1980-07-08 |
NL7908106A (nl) | 1980-05-13 |
GB2036708B (en) | 1982-10-20 |
IT7829622A0 (it) | 1978-11-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE438309B (sv) | Forfarande for rening av kisel | |
CN101855391B (zh) | 用于处理硅粉末来获得硅晶体的方法 | |
EP2171133B1 (en) | Use of acid washing to provide purified silicon crystals | |
US4612179A (en) | Process for purification of solid silicon | |
US4539194A (en) | Method for production of pure silicon | |
US4837376A (en) | Process for refining silicon and silicon purified thereby | |
US20110052475A1 (en) | Production of High Purity Silicon from Amorphous Silica | |
CN101353167A (zh) | 一种超纯冶金硅的制备方法 | |
US20100233063A1 (en) | Method for manufacturing high-purity silicon material | |
CN101362600B (zh) | 一种湿法冶金除多晶硅中硼的方法 | |
CA1194679A (en) | Semicontinuous process for the production of pure silicon | |
EA009888B1 (ru) | Способ получения чистого кремния | |
CN111204801B (zh) | 一种高硅含锆废弃物的氧化锆粉磷酸法生产工艺 | |
CN102432020B (zh) | 一种太阳能级多晶硅的制造方法 | |
CN1042653C (zh) | 一种锑的除铅精炼方法 | |
CA1116832A (en) | Method of purifying metallurgical-grade silicon | |
KR20120002677A (ko) | 태양전지용 실리콘제조를 위한 acid leaching을 이용한 MG-Si중 불순물의 정련방법 | |
CN101928983A (zh) | 触媒法生产多晶硅和多晶硅薄膜的方法 | |
CN105540601A (zh) | 一种五水偏硅酸钠的生产方法 | |
CN110562947A (zh) | 一种阳离子金属除杂剂及其应用 | |
Wang et al. | Effects of Slag Treatment Conditions on Boron Removal from Metallurgical Silicon by United Gas-Slag Refining Technology | |
TWI741683B (zh) | 以矽泥廢料製造高模數水玻璃之方法 | |
RU2026814C1 (ru) | Способ получения высокочистого кремния | |
JPS58156521A (ja) | 太陽電池用シリコンの製造方法 | |
CN117185330A (zh) | 一种控温沉降氯化物熔盐净化制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 7909115-3 Effective date: 19891120 Format of ref document f/p: F |