SE460287B - PROCEDURE FOR PURIFICATION OF SILICONE FROM BORN - Google Patents

PROCEDURE FOR PURIFICATION OF SILICONE FROM BORN

Info

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
Application number
SE8703561A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8703561L (en
SE8703561D0 (en
Inventor
R Mellstroem
O Andersson
G Aahlund
I Johansson
Original Assignee
Casco Nobel Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casco Nobel Ab filed Critical Casco Nobel Ab
Priority to SE8703561A priority Critical patent/SE460287B/en
Publication of SE8703561D0 publication Critical patent/SE8703561D0/en
Priority to PCT/SE1988/000469 priority patent/WO1989002415A1/en
Priority to EP19880907847 priority patent/EP0408549A1/en
Priority to BR888807699A priority patent/BR8807699A/en
Publication of SE8703561L publication Critical patent/SE8703561L/en
Publication of SE460287B publication Critical patent/SE460287B/en
Priority to NO901150A priority patent/NO901150D0/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02Silicon
    • C01B33/037Purification

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)

460 287 10. 15. 20. 25. 30. 6 Patentkrav460 287 10. 15. 20. 25. 30. 6 Patent claims 1. l. Förfarande för rening av kisel från bor, genom behandling av ràkisel med smält slagg k ä n n e t e c k- n a t därav, att kisel kontaktas med en en slagg där en av de slaggbildande komponenterna utgöres av en fast klor- förening. Å1. l. A process for purifying silicon from boron, by treating raw silicon with molten slag, characterized in that silicon is contacted with a slag in which one of the slag-forming components consists of a solid chlorine compound. Oh 2. Förfarande enligt-krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att smält kisel kontaktas med slaggen.2. A method according to claim 1, characterized in that molten silicon is contacted with the slag. 3. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att som slaggbildande komponenter används fasta klorföreningar och minst en förening ur gruppen oxider, karbonater och hydroxider av alkali och/eller jordalkali- metaller samt kiseldioxid.3. Process according to claim 1, characterized in that solid chlorine compounds and at least one compound from the group of oxides, carbonates and hydroxides of alkali and / or alkaline earth metals and silica are used as slag-forming components. 4. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att slaggen innehåller 0,1-50 vikt% fasta klorföre- ningar O-50 vikt% av minst en förening vald ur gruppen oxider, karbonater och hydroxider av alkali och/eller jordalkalimetaller, samt O-80 vikt% kiseldioxid.Process according to Claim 3, characterized in that the slag contains 0.1-50% by weight of solid chlorine compounds 0-50% by weight of at least one compound selected from the group of oxides, carbonates and hydroxides of alkali and / or alkaline earth metals, and O-80% by weight of silica. 5. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att förhållandet mellan mängden slagg och mängden ràkisel, baserat pà vikt, är 0,1 - 2.5. A method according to claim 1, characterized in that the ratio between the amount of slag and the amount of silicon, based on weight, is 0.1 - 2. 6. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att som fasta klorföreningar används klorider av alkali och/eller jordalkalimetaller.Process according to Claim 3, characterized in that chlorides of alkali and / or alkaline earth metals are used as solid chlorine compounds. 7. ; Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t därav, att som klorid användes CaCl2 i en mängd av 10 - 30 vikt% av slaggen.7.; Process according to Claim 6, characterized in that CaCl 2 is used as chloride in an amount of 10 to 30% by weight of the slag. 8. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att som oxidinnehâllande förening användes CaO. 9[ Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att behandlingstemperaturen är från l4l0°C, före- trädesvis över l500°C.8. A process according to claim 3, characterized in that CaO is used as the oxide-containing compound. [Process according to claim 2, characterized in that the treatment temperature is from 140 ° C, preferably above 1500 ° C.
SE8703561A 1987-09-15 1987-09-15 PROCEDURE FOR PURIFICATION OF SILICONE FROM BORN SE460287B (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2933164A1 (en) * 1979-08-16 1981-02-26 Consortium Elektrochem Ind METHOD FOR CLEANING RAW SILICON

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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