SE460287B - PROCEDURE FOR PURIFICATION OF SILICONE FROM BORN - Google Patents
PROCEDURE FOR PURIFICATION OF SILICONE FROM BORNInfo
- Publication number
- SE460287B SE460287B SE8703561A SE8703561A SE460287B SE 460287 B SE460287 B SE 460287B SE 8703561 A SE8703561 A SE 8703561A SE 8703561 A SE8703561 A SE 8703561A SE 460287 B SE460287 B SE 460287B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- slag
- silicon
- weight
- process according
- 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)
Description
io. 15. 20. _25. 30. 35. 460 287 2 um-, kalium- eller litiumklorid eller kalcium-, magnesium-, barium- eller strontiumklorid. Andra tänkbara fasta klorfö- reningar är hypokloríter, klorater 'eller perklorater av alkali- och/eller jordalkalimetaller. Övriga beståndsdelar som kan ingå i slaggen är oxider av alkali- och/eller jordalkalimetaller, samt kiseldioxid. io. 15. 20. _25. 30. 35. 460 287 2 um, potassium or lithium chloride or calcium, magnesium, barium or strontium chloride. Other possible solid chlorine compounds are hypochlorites, chlorates or perchlorates of alkali and / or alkaline earth metals. Other constituents that can be included in the slag are oxides of alkali and / or alkaline earth metals, as well as silica.
Andra beståndsdelar som kan-användas är oxidbildande karbo- nater och hydroxider av alkali- och jordalkalimetaller.Other constituents that can be used are oxide-forming carbonates and hydroxides of alkali and alkaline earth metals.
Slaggbildaren har i huvudsak tre funktioner. Den utgör extraktionsfas, dvs. vissa föroreningar går över från kiselfas till slaggfas. Den förhindrar förluster i form av värme samt förluster i form av kisel. De senare uppstår genom uppstänk från kiselytan samt oxidering av denna.The slag former mainly has three functions. It constitutes the extraction phase, ie. some pollutants pass from the silicon phase to the slag phase. It prevents losses in the form of heat and losses in the form of silicon. The latter arise by splashing from the silicon surface and oxidizing it.
Den aktiva komponenten binder bor i form av flyktiga borklorider.Slaggen är oxiderande i elektrokemisk mening vilket höjer valensen hos bor från 0 till +III. Bildningen av B(III)-klorider underlättas därmed.The active component binds boron in the form of volatile boron chlorides. The slag is oxidizing in the electrochemical sense, which increases the valence of boron from 0 to + III. The formation of B (III) chlorides is thus facilitated.
Förfarandet utföres lämpligen så att kisel smältes och värmes till 1500” - 1600°C i en smältugn. Slaggbildaren tillsätts därefter. Kornstorleken på slaggbildaren är ej väsentlig, dock erhålles mindre rökutveckling och damning om grövre material användes. Lämplig kornstorlek ligger inom intervallet 1-3 mm. Slaggbildaren kan tillsättas i en eller flera omgångar. Efter slaggtillsats värmes smältan åter till l500°- l600°C. Någon längre kontakttid är i regel inte nödvändig. Efter önskat antal slaggbehandlingar tappas dkislet, krossas, får svalna samt analyseras. Således behö- ver kislet inte först finmalas och blandas med slaggbilda- ren och därefter värmas som andra kända metoder anger.The process is conveniently carried out so that silicon is melted and heated to 1500 "- 1600 ° C in a melting furnace. The slag former is then added. The grain size of the slag former is not significant, however, less smoke is obtained and dusting if coarser material is used. Suitable grain size is in the range 1-3 mm. The slag former can be added in one or more batches. After slag addition, the melt is heated again to 1500 ° - 1600 ° C. A longer contact time is usually not necessary. After the desired number of slag treatments, the silicon is dropped, crushed, allowed to cool and analyzed. Thus, the silicon does not first have to be finely ground and mixed with the slag former and then heated as other known methods state.
Förfarandet lämpar sig därför för rening av flytande metallurgiskt kisel direkt efter en reduktionsugn.The process is therefore suitable for purifying liquid metallurgical silicon directly after a reduction furnace.
Slaggbehandlingen kan äga rum i en härför vanlig lämplig smältugn såsom exempelvis i en ljusbågsugn, eller induktionsugn. Ugnens betydelse i processen är att höja temperaturen på det material som skall behandlas till lämplig behandlingstemperatur.The slag treatment can take place in a melting furnace suitable for this purpose, such as, for example, in an arc furnace, or an induction furnace. The importance of the oven in the process is to raise the temperature of the material to be treated to the appropriate treatment temperature.
Temperaturen är en viktig parameter för reningspro- cessen. Hög temperatur ger god rening, medan låg temperatur , n... .__ .. n .___._._..-.-«--~«--- 10. 15. 20. 25. 30. 3 460 287 inte ger någon'rening. Lämplig behandlings temperatur är från 1410°C, föredragen temperatur från l500°C - l600°C.Temperature is an important parameter for the purification process. High temperature gives good purification, while low temperature, n ... .__ .. n .___._._..-.- «- ~« --- 10. 15. 20. 25. 30. 3 460 287 does not provide any 'purification. Suitable treatment temperature is from 1410 ° C, preferred temperature from 1500 ° C - 1600 ° C.
Den övre gränsen bestäms av produktionstekniska begräns- ningar, dà det från reningssynpunkt ger bättre effekt ju högre temperatur som används.The upper limit is determined by production technical limitations, as from a purification point of view, the higher the temperature used, the better the effect.
Mängdförhàllandet mellan slagg och ràkisel baserat på vikt kan vara 0,1 1 2, -företrädesvis 0,5 - 1. Slaggens sammansättning utgöres lämpligen “av 0,l~5O vikt% fasta klorföreningar, 0 ~ 50 vikt% av minst en förening vald ur gruppen oxider, karbonater och hydroxider av alkali och/eller jordalkalimetaller samt O-80 vikt% kiseldioxid.The amount ratio of slag to silicon based on weight may be 0.1 to 2, preferably 0.5 to 1. from the group of oxides, carbonates and hydroxides of alkali and / or alkaline earth metals and O-80% by weight of silica.
Föredragna värden är 10 -30 vikt% fasta klorföreningar, 10 - 30 vikt% av minst en förening vald ur gruppen oxider, karbonater och hydroxider av alkali och/eller jordalkali- metaller samt 40 - 70 vikt% kiseldioxid. Mest föredragna värden är respektive 20, 20, 60 vikt%.Preferred values are 10-30% by weight of solid chlorine compounds, 10-30% by weight of at least one compound selected from the group of oxides, carbonates and hydroxides of alkali and / or alkaline earth metals and 40-70% by weight of silica. Most preferred values are 20, 20, 60% by weight, respectively.
Efter tillsats av slaggbildaren och värmning under önskad tid utgörs massan i ugnen av två faser, en undre kiselfas och en övre slaggfas. Slaggen utgöres sålunda av en toppslagg. För att kunna skilja kisel från slagg kan det vara nödvändigt att låta slaggen svalna något för att hårdna.After adding the slag former and heating for the desired time, the mass in the furnace consists of two phases, a lower silicon phase and an upper slag phase. The slag thus consists of a top slag. In order to be able to separate silicon from slag, it may be necessary to allow the slag to cool slightly to harden.
Med förfarandet enligt uppfinningen kan kisel erhål- las som uppvisar en mycket högre reningsgrad än kisel som renats enligt kända förfaranden med slaggrening. Särskilt kan borhalten sänkas fràn ca 16 ppmw till ca 5 ppmw.With the process according to the invention, silicon can be obtained which has a much higher degree of purification than silicon which has been purified according to known methods with impact branching. In particular, the boron content can be reduced from about 16 ppmw to about 5 ppmw.
Det har även visat sig att en avsevärd rening av kolinnehållet uppnås. Speciellt kan framhållas fördelen med rening avseende kol i ljusbågsugn.I induktionsugn kontamin~ eras kisel med kol från grafitinfodringen. För att uppnå en speciellt hög reningsgrad vad beträffar övriga föroreningar är det emellertid nödvändigt att till förfarandet enligt uppfinningen koppla en känd syra och/eller vakuumbehand- ling. _ Uppfinningen beskrivs nu närmare med hjälp av föl» jande utföringsexempel: Exempelzl Utrustning: Ljusbàgsugn med injiceringsutrustning i form av 460 287 10. 15. 20. 25. 30. 35. en grafitlans.It has also been found that a considerable purification of the carbon content is achieved. In particular, the advantage of purification regarding carbon in an arc furnace can be emphasized. In an induction furnace, silicon is contaminated with carbon from the graphite lining. However, in order to achieve a particularly high degree of purification with regard to other impurities, it is necessary to couple a known acid and / or vacuum treatment to the process according to the invention. The invention is now described in more detail with the aid of the following working examples: Example Equipment: Arc furnace with injection equipment in the form of 460 287 10. 15. 20. 25. 30. 35. a graphite lance.
En varm skänk fylldes med ca 1700 kg handelskisel.A hot sideboard was filled with about 1700 kg of commercial silicon.
Skänken värmdes i ljusbàgsugnen i ca S0 min. Temperaturen var därefter ca l600°C. Därpå satsades först ca 1/3 av CaCl2 och därpå 1/3 av en blandning av Ca0 och SiO2. För- ' farandet upprepades 2 ggr tills all slaggbildare, totalt 1400 kg, tillsats. Slaggbildaren utgjordes av 275 kg CaCl2, 250 kg Ca0 samt 875 kg S102. Smältan värmdes ytterligare ca 30 min. Efter värmningen fick skänken kallna tills slaggen stelnat så pass mycket att tappningen av kisel kunde ske utan slagginblandning. Ingående kisel analyserades såväl före som efter rening. Resultatet framgår av tabell 1.The sideboard was heated in the arc oven for about S0 min. The temperature was then about 1600 ° C. Then about 1/3 of CaCl2 was first charged and then 1/3 of a mixture of CaO and SiO2. The procedure was repeated 2 times until all slag formers, a total of 1400 kg, were added. The slag former consisted of 275 kg CaCl2, 250 kg Ca0 and 875 kg S102. The melt was heated for an additional 30 minutes. After heating, the ladle was allowed to cool until the slag solidified so much that the tapping of silicon could take place without slag mixing. Ingredient silicon was analyzed both before and after purification. The results are shown in Table 1.
Tabell l: Halt föroreningar B Fe Al Ca Cl C ppmw % % % % % Ingående kisel 13 0,26 0,60 0,12 0,01 0,08 Utgående kisel 6 0,37 0,07 0,05 0,01 0,01 Av tabellen framgår att borhalten sänks från 13 ppmw i handelskisel till 6 ppmw i renat kisel.Table 1: Contaminant content B Fe Al Ca Cl C ppmw%%%%% Incoming silicon 13 0.26 0.60 0.12 0.01 0.08 Outgoing silicon 6 0.37 0.07 0.05 0.01 0.01 The table shows that the boron content is reduced from 13 ppmw in commercial silicon to 6 ppmw in purified silicon.
ExemEel:2 Utrustning: Induktionsugn med grafitdegel. 300 g kisel smältes och värms till 1500-l600°C. En tredje- del av slaggbildaren som utgjordes av 50 g CaCl2, 50 g CaO samt 175 g SiO2, tillsattes. Därefter värmdes åter till 1500-l600*C och smältan fick stå ca 30 min. Ytterligare två slaggtillsatser gjordes på samma sätt. Det färdiga kislot tappades, fick svalna samt analyserades. Resultatet framgår av tabell 2. f-ñï' 10. 460 287 Tabell 2: Halt föroreningar " B Fe A1 eca cl c ppmw % % % % % Ingående kisel 17 0,31- 0,29 ø,o4 - 0,06 Utgående disel 5 0,42 0,66 0,08 0,09 0,14 Av tabellen framgår att borhalten sänks fràn 17 till 5 ppmw (med ppmw avses “parts per million" beräknat på vikt).ExemEel: 2 Equipment: Induction furnace with graphite crucible. 300 g of silicon are melted and heated to 1500-1600 ° C. A third of the slag former consisting of 50 g of CaCl2, 50 g of CaO and 175 g of SiO2 was added. Then it was heated again to 1500-1600 ° C and the melt was allowed to stand for about 30 minutes. Two more slag additives were made in the same way. The finished silica was dropped, allowed to cool and analyzed. The result is shown in Table 2. f-ñï '10. 460 287 Table 2: Contamination content "B Fe A1 eca cl c ppmw%%%%% Incoming silicon 17 0.31- 0.29 ø, o4 - 0.06 Outgoing diesel 5 0.42 0.66 0.08 0.09 0.14 The table shows that the boron content is reduced from 17 to 5 ppmw (by ppmw is meant "parts per million" calculated by weight).
Claims (8)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8703561A SE460287B (en) | 1987-09-15 | 1987-09-15 | PROCEDURE FOR PURIFICATION OF SILICONE FROM BORN |
PCT/SE1988/000469 WO1989002415A1 (en) | 1987-09-15 | 1988-09-12 | Method for the purification of silicon |
EP19880907847 EP0408549A1 (en) | 1987-09-15 | 1988-09-12 | Method for the purification of silicon |
BR888807699A BR8807699A (en) | 1987-09-15 | 1988-09-12 | SILICON PURIFICATION PROCESS |
NO901150A NO901150D0 (en) | 1987-09-15 | 1990-03-12 | PROCEDURE FOR CLEANING SILICONE. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8703561A SE460287B (en) | 1987-09-15 | 1987-09-15 | PROCEDURE FOR PURIFICATION OF SILICONE FROM BORN |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8703561D0 SE8703561D0 (en) | 1987-09-15 |
SE8703561L SE8703561L (en) | 1989-03-16 |
SE460287B true SE460287B (en) | 1989-09-25 |
Family
ID=20369570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8703561A SE460287B (en) | 1987-09-15 | 1987-09-15 | PROCEDURE FOR PURIFICATION OF SILICONE FROM BORN |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0408549A1 (en) |
BR (1) | BR8807699A (en) |
SE (1) | SE460287B (en) |
WO (1) | WO1989002415A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102515168A (en) * | 2011-12-12 | 2012-06-27 | 昆明理工大学 | Method for removing boron impurity in industrial silicon |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO180532C (en) * | 1994-09-01 | 1997-05-07 | Elkem Materials | Process for removing contaminants from molten silicon |
JP4766837B2 (en) * | 2004-03-03 | 2011-09-07 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | Method for removing boron from silicon |
JP4966560B2 (en) * | 2005-03-07 | 2012-07-04 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | Manufacturing method of high purity silicon |
JP4856973B2 (en) * | 2005-03-07 | 2012-01-18 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | Manufacturing method of high purity silicon |
CN102583386B (en) * | 2012-02-03 | 2014-09-24 | 厦门大学 | Method for removing impurities such as boron and phosphorus in industrial silicon by slag system doped with chloride |
TWI498282B (en) * | 2012-06-25 | 2015-09-01 | Silicor Materials Inc | Flux composition useful in directional solidification for purifying silicon and method thereof |
CN103342363B (en) * | 2013-06-19 | 2015-08-19 | 青岛隆盛晶硅科技有限公司 | Slag former and the using method thereof of white residue separation is convenient to during polycrystalline silicon medium melting |
CN104276573B (en) * | 2013-07-02 | 2016-05-11 | 青岛隆盛晶硅科技有限公司 | A kind of slag former of polycrystalline silicon medium melting and using method thereof |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2933164A1 (en) * | 1979-08-16 | 1981-02-26 | Consortium Elektrochem Ind | METHOD FOR CLEANING RAW SILICON |
-
1987
- 1987-09-15 SE SE8703561A patent/SE460287B/en not_active IP Right Cessation
-
1988
- 1988-09-12 EP EP19880907847 patent/EP0408549A1/en not_active Ceased
- 1988-09-12 BR BR888807699A patent/BR8807699A/en unknown
- 1988-09-12 WO PCT/SE1988/000469 patent/WO1989002415A1/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102515168A (en) * | 2011-12-12 | 2012-06-27 | 昆明理工大学 | Method for removing boron impurity in industrial silicon |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1989002415A1 (en) | 1989-03-23 |
BR8807699A (en) | 1990-07-24 |
SE8703561L (en) | 1989-03-16 |
EP0408549A1 (en) | 1991-01-23 |
SE8703561D0 (en) | 1987-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2002116215A (en) | Method for the production of metallic iron | |
JPS58130114A (en) | Purification of silicon | |
SE460287B (en) | PROCEDURE FOR PURIFICATION OF SILICONE FROM BORN | |
CA1091426A (en) | Process of melting down and purifying silicon | |
JPS6218482B2 (en) | ||
US2375268A (en) | Ore treatment and concentrate produced thereby | |
US2403419A (en) | Method of recovering the constituents of scrap bi-metal | |
US2445377A (en) | Method of treating ores and concentrate produced thereby | |
SE424826B (en) | NON-MELK SWEET POWDER FOR POWDER WELDING | |
JPH0796264A (en) | Removal of lead from lead glass cut refuse | |
SE446275B (en) | GRANULATED AGENTS CALCIUM OXIDE FOR IRON MELT TREATMENT | |
JPH10147821A (en) | Method for refining copper | |
GB2039536A (en) | Desulphurising molten metals | |
JPH09323142A (en) | Flux for removing tundish slag and method for removing tundish slag | |
CN107055547A (en) | The preparation technology of HIGH-PURITY SILICON slag former | |
SU722974A1 (en) | Covering flux for casting lead based scrap and wastes | |
SU939577A1 (en) | Briquet for melting aluminium alloys | |
SU1368339A1 (en) | Method of retreating products of lead production | |
KR100189297B1 (en) | Method of making melting composite slag | |
JPS5754217A (en) | Method of refining molten steel by using sodium fluoride based flux | |
KR100328934B1 (en) | Method for manufacturing aluminum oxide-calcium oxide group flux using waste brick | |
SU1217904A1 (en) | Flux for treating alloys of non-ferrous metals | |
JPH0657866B2 (en) | High-purity phosphorus iron purification method | |
SU1002391A1 (en) | Method for smelting ferrosilicochrome | |
EP0067634A2 (en) | Method of melting an alloy in an induction furnace |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8703561-4 Effective date: 19920408 Format of ref document f/p: F |