TW202306895A - 獲得純化矽金屬之方法 - Google Patents

獲得純化矽金屬之方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202306895A
TW202306895A TW111115833A TW111115833A TW202306895A TW 202306895 A TW202306895 A TW 202306895A TW 111115833 A TW111115833 A TW 111115833A TW 111115833 A TW111115833 A TW 111115833A TW 202306895 A TW202306895 A TW 202306895A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
silicon
liquid
liquid silicon
mold
solid
Prior art date
Application number
TW111115833A
Other languages
English (en)
Inventor
喬西 馬曼紐 米蓋斯
帕斯可 里維特
達米恩 伯索列特
岡薩洛 維瑞拉
喬奎因 迪葛茲
拉蒙 歐達斯
弗朗寇伊斯 科可
奧雷利 費
Original Assignee
西班牙商斐洛環球創新公司
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 西班牙商斐洛環球創新公司 filed Critical 西班牙商斐洛環球創新公司
Publication of TW202306895A publication Critical patent/TW202306895A/zh

Links

Images

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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

本發明係關於一種用於獲得純化矽金屬之方法，該方法包含以下步驟：在結晶模具中提供液態矽，其中該結晶模具包含坩堝襯裡壁；藉由自該模具之該等坩堝襯裡壁單向固化來固化該液態矽，同時藉助於電磁攪拌(EMS)來攪拌該液態矽；當一定百分比之該液態矽已固化時停止該單向固化；傾析過量液態矽；其中傾析該過量未經固化之液態矽的步驟包含在電磁攪拌(EMS)下將該結晶模具倒置傾斜且藉由斷開電磁攪拌(EMS)自該結晶模具排空該過量未經固化之液態矽的步驟。本發明進一步係關於一種裝置，其包含結晶模具；電磁攪拌機；及傾析機構。最後，本發明敍述該裝置在用於獲得純化矽金屬之方法中的用途。

Description

獲得純化矽金屬之方法
本發明係關於固態矽金屬之生產。特定而言，本發明係關於一種用於自品質較低之矽金屬作為原材料開始獲得純化固態矽金屬的方法。
矽金屬之新應用通常需要具有愈來愈高純度級之原材料。此趨勢始於九十年代，當時必需改良用於生產聚矽氧的化學級矽之矽金屬之均質性及鐵含量。約十年後，矽光伏打(PV)技術需要仍較高純度之矽金屬，此被稱為多晶矽級矽。2005-2010之時段中高純度矽之稀缺吸引最重要的冶金矽生產商研發能夠達成99.9999%純度(6N) (此為太陽能級矽之規格)的冶金製程。在過去幾年中，矽金屬(電池陽極、熱電發電機或冷卻器、先進陶瓷等)之新應用需要更高純度級及/或定製組成。當前可用於廣泛範圍之應用的一些純度級列於以下： ●  冶金級Si：Fe%＜0.5；Ca%＜0.3；Al%＜0.1。 ●  化學級Si：Fe%＜0.4；Ca%＜0.1；最小值＜Al%＜最大值。 ●  多晶矽級Si：Fe%＜0.3；Ca%＜0.03；最小值＜Al%＜最大值；ppmw P＜限值；ppmw B＜限值；痕量元素＜限值。 ●  太陽能級Si：Fe%＜0.0001；Ca%＜0.0001；Al%＜0.0001；ppmw P＜1；ppmw B＜1；ppmw其他者＜10。
另外，社會正在走向更加循環的經濟。此立場需要允許回收不合規格的矽、來自其他工業之廢料(亦即，太陽能截口損失)及/或廢棄材料的新程序。所有彼等廢棄材料往往具有高水準之雜質。因此，通常必需純化該等廢棄材料以使得其可銷售用於標準或新應用。就此而言，純化冶金或低級矽之若干方法為此項技術中已知的。
在文件US 4,094,731中，將液態矽倒入配備有機械攪拌(亦即，碳棒)及/或氣體注入之模具中以便洗滌生長的固態矽晶體之暴露表面且防止母液之頂表面凍結，當已獲得足夠固體部分時，此允許移除過量液態矽。儘管作者主張此方法適用於將鐵(Fe)含量降低至初始含量之1/20，但其最佳實例展示鐵(Fe)含量自0.48%減少至0.12%。然而，實例之平均值為0.53%至0.24%，初始鐵含量減少小於60%。另外，報導矽球之形成，其實質上降低製程之產率。最後，石墨棒可污染液態矽且其為昂貴的消耗品。此外，空氣/氧氣之使用可潛在地氧化矽，而惰性氣體亦為昂貴的。
此項技術中亦已知文件BR102013005759 A2及BRPI0806050 B1，其描述一種方法，其中將含有母液及精煉固態矽之模具離心以防止可截留生長的固態矽相中之雜質的樹突狀固化。BR102013005759 A2僅提供實驗室規模之實例。在工業環境中實施此等發明之困難在於以極快速度旋轉填充有液態矽之重工業模具以防止樹突狀固化的步驟。BRPI0806050 A2使用石墨電極來確保頂表面保持液態。然而，該等石墨電極為昂貴的消耗品且可污染液態矽。
文件US 4,747,906揭示一種製程，其中矽在模具中熔融且其中在以極高速度旋轉之經冷卻石墨棒上進行固化。用此方法達成之純化比率令人印象深刻(雜質減少99.9%)。然而，製程似乎為複雜且昂貴的。在一方面，機器之設計相當複雜且固化及移除固態部分所需之操作似乎並不簡單。在另一方面，惰性氣體之消耗較高，與其他固化溶液相比，必需在較長時間期間使矽維持呈液態形式且各分批製程需要使用新坩堝的事實必然可能導致更高的成本。
文件WO 2009/033255A1描述一種用以在固化模具中攪拌液態矽之替代非接觸式方法。根據此替代方法，將液態矽倒入經受電磁攪拌之模具中以便控制熱量提取及樹枝狀結晶形成。由於避免用於攪拌之石墨消耗品，作者能夠獲得低污染物碳濃度。實例展示鐵含量減少98%。儘管如此，用以自錠之中心移除過量液態矽的方法明顯繁瑣且有潛在污染物。因此，似乎難以在工業環境中複製此製程。
鑒於上文，在此項技術中需要一種用於純化固態矽之有效方法，其避免使用潛在污染物碳工具(亦即，用於攪拌)且為操作簡單及經濟的，使得其可容易地實施於工業環境中。
本發明人已研發出一種解決目前先進技術中所描述之方法中之上述困難的製程。在此新方法中，液態矽藉助於電磁攪拌(EMS)在液態矽之非接觸式攪拌下在坩堝襯裡結晶模具中固化達至指定百分比之液態矽已固化之時刻，使得獲得固態矽之空心錠。與用作原材料之原始矽相比，固態矽之此空心錠具有較高純度級。在另一方面，過量液態矽富含最初存在於矽原材料中之雜質。
因此，在一第一態樣中，本發明係關於一種用於獲得純化矽金屬之方法，該方法包含： a)    在具有坩堝襯裡壁之結晶模具中提供液態矽， b)    藉由自該等坩堝襯裡壁單向固化來固化該液態矽，同時藉助於電磁攪拌(EMS)來攪拌該液態矽，直至一定百分比之該液態矽固化為止；及 c)    傾析過量未經固化之液態矽， 其中傾析該過量未經固化之液態矽之步驟(c)包含以下步驟： c1)    在電磁攪拌(EMS)下將該結晶模具倒置傾斜； c2)    藉由斷開電磁攪拌(EMS)自該結晶模具排空該過量未經固化之液態矽。
在另一態樣中，本發明係關於一種裝置，其中該裝置包含： a)    結晶模具； b)    電磁攪拌機；及 c)    傾析機構。
另外，本發明係關於根據本發明之結晶模具在用於獲得純化矽金屬之方法中的用途。
如上所解釋，本發明人已研發出一種用於獲得純化矽金屬及/或用於純化矽金屬之製程，其中具有低純度級之矽用作起始原材料。將此具有低純度級之矽熔融至液態矽且接著藉助於電磁攪拌(EMS)在液態矽之非接觸式攪拌下在坩堝襯裡結晶模具中固化液態矽，達至指定百分比之液態矽在坩堝襯裡結晶模具之壁上固化的時刻。因此，保持在模具之中心中的過量未經固化之液態矽富含最初存在於矽原材料中之雜質，而獲得具有較高純度級之固態矽之空心錠。
用於獲得純化矽金屬之方法在一第一態樣中，本發明係關於一種用於獲得純化矽金屬之方法，該方法包含： a)    在具有坩堝襯裡壁之結晶模具中提供液態矽， b)    藉由自該等坩堝襯裡壁單向固化來固化該液態矽，同時藉助於電磁攪拌(EMS)來攪拌該液態矽，直至一定百分比之該液態矽固化為止；及 c)    傾析過量未經固化之液態矽， 其中傾析該過量未經固化之液態矽之步驟(c)包含以下步驟： c1)    在電磁攪拌(EMS)下將該結晶模具倒置傾斜； c2)    藉由斷開電磁攪拌(EMS)自該結晶模具排空該過量未經固化之液態矽。
在本發明之方法中，在受控攪拌條件下進行傾析剩餘過量未經固化之液態矽的步驟。在傾析之步驟開始時，過量液態矽仍經受電磁攪拌。此允許過量液態矽保留在結晶模具內部，即使結晶模具倒置翻轉，其限制條件為電磁攪拌機之電源保持接通。此防止在倒置翻轉結晶模具之操作期間過量液態矽之任何非所需漫溢。在本發明之上下文中，結晶模具之倒置位置對應於其中結晶模具翻轉至90度至270度之間的位置的位置。因此，在本發明之較佳實施例中，表述「倒置傾斜結晶模具」或「倒置翻轉結晶模具」對應於使結晶模具達至其中結晶模具翻轉90至270度、135至225度、150至210度、160至200度或170至190度之位置的動作。在特定實施例中，結晶模具翻轉90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260或270度。較佳地，倒置位置對應於其中結晶模具翻轉180度之位置。使過量液態矽仍經受電磁攪拌的同時執行此動作，使得由於電磁場之影響，液態金屬大部分保留在呈倒置位置之容器內。電磁場防止在倒置翻轉結晶模具之操作期間過量液態矽之任何非所需漫溢，且允許在斷開(亦即，斷開連接)電磁攪拌時的精確時刻控制釋放過量液態矽。亦即，當斷開電磁攪拌機之電源時，液態矽突然下落至輔助模具中，因此排空結晶模具之內部。
由於此方法，過量未經固化之液態矽富含初始液態矽之雜質，且同時，固態矽金屬錠展示與初始液態矽相比更高的純度級。
如熟習此項技術者可顯而易見，用於獲得純化矽金屬之本發明方法同樣適用於純化固態矽。亦即，該方法適合於增加用作原材料之固態矽之純度級(亦即，自較低純度級變為較高純度級)。因此，本發明之方法可具有自將以其他方式作為廢料丟棄的其他應用回收不合規格的矽或廢棄材料的特定用途。舉例而言，本發明之方法可用於中自截口損失漿料廢料回收太陽能級矽。在一替代實例中，低級冶金固態矽可用作起始原材料。當前可用於廣泛範圍之應用的一些純度級列於以下，按自較低至較高純度級之順序排列： ●  冶金級矽：Fe%＜0.5；Ca%＜0.3；Al%＜0.5； ●  化學級矽：Fe%＜0.4；Ca%＜0.1；最小值＜Al%＜最大值； ●  多晶矽級矽：Fe%＜0.3；Ca%＜0.03；最小值＜Al%＜最大值；ppmwP＜限值；ppmwB＜限值；痕量元素＜限值； ●  太陽能級矽：Fe%＜0.0001；Ca%＜0.0001；Al＜0.0001%；ppmwP＜1；ppmwB＜1；ppmw其他者＜10。
矽純度級亦通常與「正值」記法一致地定義，其中： ●  冶金級矽(MG-Si)為98%純； ●  太陽能級矽(SG-Si)為99.9999或6N(「六個九」)純的(亦即，每百萬1份雜質)；及 ●  電子級矽(EG-Si)為99.9999999或9N(「九個九」純的(亦即，每千萬少於1份雜質)。
在特定實施例中，固態矽以塊、粉末、丸粒及/或磚之形式提供。
在特定實施例中，本發明之方法可包含在步驟(a)之前或在步驟(c)之後的額外步驟，但其不包含步驟(a)與步驟(c)之間的任何額外中間步驟。換言之，在一特定實施例中，該方法由上文所描述之步驟組成。在另一特定實施例中，本發明之方法進一步包含自結晶模具中移除固態矽金屬之步驟(d)。
在結晶模具中提供液態矽之步驟可藉由在結晶模具中直接熔融固態矽來達成。因此，在一特定實施例中，該方法包含在結晶模具中自固態矽直接熔融矽之先前步驟。在替代例中，在結晶模具中提供液態矽之步驟可藉由在步驟(a)之前在別處熔融固態矽且在熔融之後將液態矽轉移至結晶模具來達成。因此，在一特定實施例中，該方法包含自其中石英經還原之電冶金還原爐中或自其中矽自固態矽熔融之熔融爐中獲得液態矽及將液態矽熔體轉移至結晶模具中的先前步驟。轉移液態矽熔體之方法為熟習此項技術者已知的。在特定實施例中，藉由將熔體倒入結晶模具中或藉助於轉移桶將液態矽熔體轉移至結晶模具中。
結晶模具包含坩堝襯裡壁(亦即，坩堝)。在一特定實施例中，結晶模具為坩堝。在另一特定實施例中，結晶模具具有襯有坩堝材料之壁(亦即，底壁及側壁)。亦即，該等壁襯有耐火材料。如熟習此項技術者將容易理解，坩堝為金屬或其他物質可於其中熔融或經受極高溫的容器。亦即，坩堝係由能夠承受極高溫之材料製成。在本發明之上下文中，必須考慮到矽之熔點為1414℃。因此，期望模具之坩堝襯裡壁能夠承受高於1000℃、高於1100℃、高於1200℃、高於1300℃、高於1400℃、高於1500℃、高於1600℃、高於1700℃或高於1800℃之溫度。坩堝通常為陶瓷或金屬。在特定實施例中，坩堝係由選自由以下組成之群的材料製成：高鋁水泥(High Alumina Cement；HAC)、富鋁紅柱石(Mullite)、碳化矽(SiC)、石墨、石英、耐火SiC複合物、耐火金屬，較佳為鐵合金，及其組合。在本發明之特定實施例中，模具可完全由能夠承受極高溫之耐火坩堝材料製成。在替代實施例中，模具未必由耐火材料製成，但在經組態以容納液態矽之空間中襯有坩堝材料，使得坩堝襯裡模具能夠承受極高溫。在本發明之上下文中，模具可具有任何形狀或形式。舉例而言，模具可具有矩形、圓柱形、圓錐形、方錐形或倒置鐘形或熟習此項技術者已知之任何其他形狀。在一特定實施例中，坩堝襯裡壁包含底壁及側壁。在另一特定實施例中，坩堝襯裡壁具有圓錐形或方錐形形狀。
在某些情況下，當液態矽倒入結晶模具中時或當固態矽在結晶模具中直接熔融時，最好防止坩堝襯裡壁上矽表層之不受控形成。因此，在一實施例中，在開始本發明之方法之前，亦即在步驟(a)之前加熱坩堝襯裡壁，以便最小化在該等坩堝襯裡壁上形成矽表層之風險。此使最小化具有存在於母液矽熔體中之相同雜質濃度的初始矽表層之形成。
本發明提供一種用於純化滿足上文所提及之需求之矽金屬的製程。此製程能夠移除偏析係數低於1之雜質。此等雜質中之一些為：Al、As、Ba、Bi、Ca、Cd、Fe、Co、Cr、Cu、Fe、K、La、Mg、Mn、Mo、Na、Ni、P、Pb、Sb、Se、Sn、Sr、Ti、V、Zn、Zr、C及B。表1展示矽中之主要雜質之偏析係數。若偏析係數高於1 (例如，偏析係數為1.25之氧氣)，則本發明將不會藉由偏析之效應降低其濃度，但其為用於移除爐渣夾雜物(其富含氧)之良好系統。 表 1.- 矽中之所選雜質之偏析係數
矽中之所選雜質之偏析係數
摻雜劑 Al 3.0×10 -2
B 0.8
P 0.35
過渡金屬(FZ) Ag 5.0×10 -7
Co 1.0×10 -7
Cr 2.5×10 -6
Cu 3.0×10 -7
Fe 5.0×10 -6
Mn 5.0×10 -6
Mo 1.5×10 -7
Ni 1.5×10 -7
Ta 1.8x10 -8
Ti 1.8×10 -6
V 1.9×10 -6
W 1.0×10 -8
Zr 1.8×10 -8
其他物 C 0.05
Mg 3.2x10 -6
由After G. L. Coletti, D. MacDonald及D. Yang, 2012. Role of impurities in solar silicon, in Advanced Silicon Materials for Photovoltaic Applications, S. Pizzini (編), Wiley, 第79-125頁改編。
單向固化為通常用於純化金屬矽之熟知製程，其中固態低級矽在特定條件下熔融且固化。當回收廢料或使用冶金矽時，考慮到存在於液態金屬中之雜質之量在固化期間有利於超冷卻係重要的，此可引起樹突狀固化。樹突狀固化為低效類型之單向固化，因為其引起一定量的富含雜質之液體之截流。為防止或最小化與樹突狀固化相關之風險，應增強雜質向液體部分之偏析。因此，需要謹慎地監測液體在固液相間中之攪動/攪拌之速度以便控制邊界層(d)之厚度且改良雜質向液體部分偏析之結果。特定而言，若增加液體在相間中之攪動/攪拌速度，則邊界層之厚度(d)將減小，且因此將改良雜質向液體部分偏析之結果。在不同條件下邊界層之厚度之典型值為：10 -3cm (劇烈攪拌)＜d＜10 -1cm (自然對流)。當固化速度極低時或當混合效率增加時，有效偏析係數( k e )往往會在完美攪拌( k o )下更接近於偏析係數。然而，若固化速度增加或若不存在有效混合，則邊界層中之擴散組分變得更重要且有效偏析係數( k e )往往會更接近於1 (亦即， C S/C O = 0)。因此，有效偏析係數( k e )之值為 k o ≤ k e ≤ 1，如圖1中所示。另外，圖2展示當固體中之擴散在固化期間為可忽略的時可出現三種不同類型之溶質再分佈圖案。在類型1中，液體擴散或液體中之對流誘導之混合完成。因此，此圖案實現最有效偏析。在另一方面，在類型3中，液體擴散受到限制且液體中不存在對流誘導之混合。因此，所得溶質偏析係最小的。類型2為中間物，因此可獲得某一程度之溶質偏析，然而不如類型1一樣有效。可根據下表2中所描述之參數概述且表徵此等三個情形： 表 2.- 溶質再分佈圖案
完美對流 對流層 = 擴散層 無對流
Δ＜0.1 0.1＜Δ＜10 10＜Δ
帶 k之Scheil定律 帶 k eff (BPS)之Scheil定律
Figure 02_image001
 帶 k之Tiller或Smith定律
Δ (邊界層)；k (偏析係數)；BPS (BPS理論：Burton、Prim及Slichter)；CS (固體中溶質之最終濃度)；CO (熔體中溶質之原始濃度)。
因此，液體之攪動/攪拌之速度至關重要，以便改良固體部分與液體部分之間的雜質之重分配。固液相間中液體之速度達成1 m/s，但更佳在3 m/s之範圍內係合理的。
控制單向固化之速率。特定而言，單向固化之速率視若干因素而定，諸如模具之初始溫度、液體之初始溫度及電磁發電機之功率及頻率。此等因素將影響單向固化之速率(亦即，固化速度)。較佳地，單向固化之速率在10 -7至10 -4m/s之間。在一特定實施例中，固化速度為10 -6至10 -4m/s。單向固化之速率(或固化速度)可藉由提供視需要調節結晶模具中之坩堝襯裡壁之溫度的構件來嚴格控制。亦即，使坩堝襯裡壁維持處於足以引起矽結晶生長之溫度。因此，在一實施例中，結晶模具包含該等坩堝襯裡壁之隔熱材料及/或用於該等坩堝襯裡壁之溫度控制構件。在一實施例中，藉由提供適當耐火爐襯來實現坩堝襯裡壁之隔熱。在一實施例中，溫度控制構件包含能夠加熱坩堝襯裡壁之加熱元件。
在本發明之上下文中調節的另一因素為藉助於電磁攪拌(EMS)攪拌液態矽熔體之速度。在本發明之上下文中，術語「電磁攪拌」或「EMS」係指藉由其可經由來自電磁攪拌機之磁場與導電金屬浴之間的相互作用達成的高水準攪拌效率的製程，因此避免攪拌機與液態金屬浴之間的實體接觸之需求。一種類型之電磁技術為電磁攪拌，其中流體流係由線性感應電動機所提供之洛倫茲力(Lorenz force)產生。電磁攪拌可由任何適合的電磁攪拌機(亦即，能夠在液態矽中感應方位電磁場的任何電磁攪拌機)提供，諸如靜電感應線圈。在特定實施例中，電磁攪拌(EMS)係在1至200 Hz、2至150 Hz、3至100 Hz、4至90 Hz、5至80 Hz、6至70 Hz、7至60 Hz、8至50 Hz、9至40 Hz、10至30 Hz、11至29 Hz、12至28 Hz、13至27 Hz、14至26 Hz或15至25 Hz之頻率下進行。在特定實施例中，電磁攪拌(EMS)係在1至200 Hz、1至100 Hz、1至50 Hz、1至40 Hz、1至30 Hz、1至20 Hz或2至15 Hz之頻率下進行。在一實施例中，電磁攪拌(EMS)係在1至100 Hz、較佳1至30 Hz、更佳1至20 Hz、最佳2至15 Hz之頻率下進行。在特定實施例中，電磁攪拌(EMS)係在1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30 Hz之頻率下進行。
必要時，本發明之方法可在惰性氛圍下或在氧化氛圍下進行。因此，該方法可在選自由以下組成之群的氛圍下進行：氬氣、氮氣、空氣、富含氧氣之空氣、氮氣及氧氣之混合物及純氧氣。在特定實施例中，若需要及視需要，出於調節液態矽熔體之溫度(亦即，用於冷卻)或防止氧化之目的，可藉由經由噴管注入適合氣體來進行該方法。
維持單向固化直至一定百分比之液態矽固化為止。亦即，維持單向固化直至一定百分比之液態矽固化為止以使得獲得具有高純度級之固態矽。藉由固態矽錠中之所需純度來確定液態矽之特定固化程度(亦即，固化百分比)，此係因為固態錠中之雜質之存在隨著固化百分比增加而增加。特定而言，初始原始矽材料(Ci)中之雜質之濃度高於固態矽錠(Cf)中之該雜質之濃度，表述為隨錠產率(亦即，固化百分比)而變的比率Ci/Cf，不同之處在於錠產率值為100 (亦即，當100%之液態矽原材料已固化時)。對於錠產率值為100，比率Ci/Cf為1。因此，可視最終固態錠中之特定雜質之濃度所需的降低而定選擇液態矽之特定固化程度(亦即，固化百分比)。較佳地在10%至90%之液態矽已固化時停止單向固化。換言之，較佳地在10%至90%之過量未經固化之液態矽保留時停止單向固化。因此，在特定實施例中，已固化之液態矽之百分比為至少10%、至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%或至少90%。在特定實施例中，已固化之液態矽之百分比為20%至90%，較佳為40%至85%，更佳為50%至80%，最佳為60%至80%。停止單向固化在本發明之上下文中意謂不允許液態矽熔體完全固化且進行至下一步驟。如熟習此項技術者所意識到，當所需百分比之液態矽已固化時，結晶模具含有(a)包含高純度固態矽之固態空心錠，及(b)包含富含雜質的過量液態矽之內部液體。
因此，維持單向固化，直至一定百分比之液態矽固化為止，其中固化之液態矽之百分比對應於所需純度級。本發明之方法包含藉由自坩堝襯裡壁單向固化來固化液態矽，同時藉助於電磁攪拌(EMS)來攪拌液態矽，直至一定百分比之液態矽固化為止，亦即，直至達成所需純度級為止。如本文在本發明之方法之上下文中所使用，「純度級」係指用作自固態矽樣本之實驗室檢查獲得之分析資料之參考的純度值。純度級可為絕對值；相對值；具有上限及/或下限之值；一系列值；平均值；中位值：均值；或與特定對照或基線值相比較之值。純度級值可為相對的且基於個別樣本值，諸如(例如)自待純化之固態矽之樣本獲得的值，但在較早時間點(亦即，在純化固態矽之前)。在此情況下，待純化之固態矽(亦即，原材料)之純度級可視為參考值。一旦確定此參考值，藉助於本發明之方法在純化期間達成的純度級可與此參考值相比較，且因此指定「增加」或「降低」值之水準。舉例而言，與參考值相比，純度級高於參考值至少1.1倍、1.5倍、5倍、10倍、20倍、30倍、40倍、50倍、60倍、70倍、80倍、90倍、100倍、500倍、1000倍或甚至更多倍的增加被視為「增加的」純度級值。類似地，熟習此項技術者可推斷純度級必定與待純化之固態矽(亦即，原材料)中之雜質之濃度及經純化之固態矽中之雜質之濃度相關，使得雜質之濃度在經純化之固態矽中降低。與待純化之固態矽(亦即，原材料)中之相同雜質/污染物之濃度相比，至少0.9倍、0.75倍、0.2倍、0.1倍、0.05倍、0.025倍、0.02倍、0.01倍、0.005倍、0.001倍或甚至更小倍數的經純化之固態矽中之特定雜質/污染物之濃度值被視為「降低的」雜質/污染物濃度。
在另一實施例中，該方法進一步包含熔融經純化固態矽金屬錠且重複本發明方法之步驟(a)至(e)的步驟，使得可獲得具有較高純度級之經純化固態矽金屬錠。錠本身可再熔融，亦即，在不添加任何其他材料之情況下，或替代地，其可與額外負載之固態矽原材料一起再熔融。適合固態矽原材料已描述於本文別處。以此方式，可獲得具有較高純度級之固態矽錠。
在另一實施例中，固態空心錠可藉由機械手段清潔，以便移除薄層(1-10 mm)，該薄層由於在液態矽接觸坩堝內壁時快速固化且亦由於與坩堝本身接觸而含有過量之雜質，其可藉由雜質擴散或捕獲自坩堝剝離之小部件污染錠。此清潔製程可藉由適當方法進行，諸如使用不同手段(噴砂、高壓噴水口、乾冰噴射或金剛石工具)切割或碾磨且其可使用機器人自動化。
本文別處描述之所有術語及實施例同樣適用於本發明之此等態樣。
結晶模具及其用途在一態樣中，本發明亦係關於一種裝置，該裝置包含： a)    結晶模具； b)    電磁攪拌機；及 c)    傾析機構。
結晶模具包含坩堝襯裡壁。如熟習此項技術者將容易理解，坩堝為其中金屬或其他物質可熔融或經受極高溫的容器。亦即，坩堝係由能夠承受極高溫之材料製成。在本發明之上下文中，必須考慮到矽之熔點為1414℃。因此，期望模具之坩堝襯裡壁能夠承受高於1000℃、高於1100℃、高於1200℃、高於1300℃、高於1400℃、高於1500℃、高於1600℃、高於1700℃或高於1800℃之溫度。坩堝通常為陶瓷或金屬。在本發明之上下文中，模具可具有任何形狀或形式。舉例而言，模具可具有矩形、圓柱形、圓錐形、方錐形或倒置鐘形或熟習此項技術者已知之任何其他形狀。在一特定實施例中，坩堝襯裡壁包含底壁及側壁。在另一特定實施例中，坩堝襯裡壁具有圓錐形或方錐形形狀。在特定實施例中，坩堝係由選自由以下組成之群的材料製成：高鋁水泥(HAC)、富鋁紅柱石、碳化矽(SiC)、石墨、石英、耐火SiC複合物、耐火金屬，較佳為鐵合金，及其組合。視情況，本發明之裝置進一步包含該等坩堝襯裡壁之隔熱材料及/或用於該等坩堝襯裡壁之溫度控制構件。
在一特定實施例中，本發明之結晶模具可用作熔融爐以在單向固化之前直接熔融固態矽，在此情況下模具配備有任何適當類型之加熱構件。加熱構件在與熔融爐(例如，感應爐、電阻爐及煤氣爐)相關的領域中為熟知的。在一較佳實施例中，由感應構件提供加熱。
在一實施例中，本發明之結晶模具經組態以用小孔作為液體入口及氣體出口完全或部分開放或部分閉合。在特定實施例中，本發明之結晶模具經組態以具有5%至95%、5%至75%、5%至50%、5%至25%或5%至10%開放之頂部。在特定實施例中，本發明之結晶模具經組態以具有95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%或5%開放之頂部。在一特定實施例中，本發明之結晶模具經組態以具有6.25%開放之頂部。在本發明之結晶模具之特定操作中，開放或部分開放頂部可用於確保頂表面保持液態，而液態矽之固化藉由自結晶模具之坩堝襯裡壁單向固化而進行，同時藉助於電磁攪拌(EMS)攪拌液態矽。在一替代實施例中，本發明之結晶模具經組態以具有溫度控制蓋，能夠執行相同功能以確保與溫度控制蓋接觸之表面保持液態，而液態矽之固化藉由自結晶模具之坩堝襯裡壁單向固化進行，同時藉助於電磁攪拌(EMS)攪拌液態矽。
本發明之裝置配備有電磁攪拌機。該電磁攪拌可相對於本發明之結晶模具定位於任何位置。在一特定實施例中，電磁攪拌機連接至或嵌入於結晶模具之壁中。在另一實施例中，電磁攪拌機附接在結晶模具下方。
本發明之裝置包含傾析機構。傾析機構之目的為輔助排空來自模具之剩餘液體。在一特定實施例中，傾析機構為傾斜機構。在一較佳實施例中，傾斜機構經組態以使得結晶模具可在90度至180度之間傾斜。
在一特定實施例中，模具進一步包含拖曳機構。當熔融爐為獨立於結晶模具之單獨單元時，拖曳機構尤其適用。在操作中，需要傾斜熔融爐以將液態矽倒入結晶模具中。在傾倒之後，本發明之結晶模具藉助於拖曳機構移動遠離熔融爐以促進操作。
在一相關態樣中，本發明亦指根據本發明之結晶模具在用於獲得純化矽金屬之方法中的用途。換言之，本發明係關於一種用於藉助於根據本發明之結晶模具獲得純化矽金屬的方法。如熟習此項技術者可顯而易見，使用根據本發明之結晶模具以獲得純化矽金屬同樣適用於將固態矽自較低純度級純化至較高純度級。
在本發明之用途中，當使用獨立於本發明之結晶模具的熔融爐時，結晶模具負載有液態矽。在替代例中，固態矽可在結晶模具中直接熔融。當將液態矽熔體倒入結晶模具中時或當固態矽在結晶模具中直接熔融時，通常將結晶模具之坩堝襯裡壁加熱至高於100℃之溫度以防止坩堝襯裡壁上矽表層之不受控形成。然而，結晶模具之坩堝襯裡壁之溫度應足以引起矽結晶生長。當接著使固化發生時，電磁攪拌機產生在液態矽中感應旋轉電磁力之交流電(AC)。固化在徑向方向上向心發生，使得經純化矽錠自坩堝壁朝內生長且雜質集中在液相中。在使用本發明之結晶模具之情形下，較佳地在40%至85%之液態矽已固化時停止單向固化。因此，在一特定實施例中，已固化之液態矽之百分比為40%至85%，較佳為50%至80%，更佳為60%至80%。停止單向固化在本發明之上下文中意謂不允許液態矽熔體完全固化且進行至下一步驟。一旦達至對應於液態矽之特定固化程度的設定時間，就倒置翻轉旋轉機，同時使電磁攪拌機之電源保持接通。在一特定實施例中，倒置位置對應於其中結晶模具翻轉90度至270度、135度至225度、150度至210度、160度至200度或170度至190度的位置。較佳地，倒置位置對應於其中結晶模具翻轉180度之位置。在倒置位置中，由於電磁場之影響，液態金屬大部分保留在容器內。當斷開電磁攪拌機之電源時，液態矽突然下落至輔助模具中，因此排空結晶模具之內部。在最終步驟中，移除經純化空心錠。在一特定實施例中，藉助於機械推動器自坩堝之底部移除經純化空心錠。
先前已描述之所有術語及實施例同樣適用於本發明之所有態樣。應注意，除非上下文另外清楚地指示，否則如本說明書及隨附申請專利範圍中所使用，單數形式「一(a/an)」及「該(the)」包括複數個指示物。類似地，如本文所使用之術語「包含(comprises)」或「包含(comprising)」亦描述根據一般接受之專利實踐的「由...組成(consists of)」或「由...組成(consisting of)」。
實例以下本發明藉助於以下實例進行描述，該等實例應被理解為僅為說明性的且不為本發明之範疇之限制。
實例 1將Fe含量為0.23%w之1000 kg市售矽自冶金爐之放液口(tapping hole)直接澆鑄至轉移桶中。澆鑄後之溫度為1545℃，在澆鑄期間進行使用氧氣注入之慣用氣體精煉(3至9 Nm 3O 2/h，標準立方米氧氣/小時)且轉移至固化爐中。然後，將桶傾斜至固化爐中，該固化爐設定在25 Hz之頻率下持續40分鐘，且達成80%固體之產率。接著，在圖4中所示之步驟之後將過量液體放液至輔助模具中。所得空心錠具有288.5重量ppm之鐵含量。 表 3.- 實例 1 之電感耦合電漿原子發射光譜 (ICP OES) 分析
   Al Ca Cr Cu Fe P Ti
原材料 369.0 359.0 7.9 11.4 2329.0 19.2 192.0
過量液體 1034 949 22 29 6553 39 537
固態錠 47.2 73.4 0.9 2.9 288.5 9.8 25.0
單位為重量ppm。
實例 2將Fe含量為1115.6重量ppm (百萬分率)之1000 kg低Fe矽藉由感應構件在756 Hz下加熱至1600℃，然後使用低頻電磁攪拌機在15 Hz之頻率下使熔體旋轉40分鐘且達成80%固體之產率。接著，在圖3中所示之步驟之後將液體接入輔助模具中。所得空心錠具有120.6重量ppm之鐵含量。 表 4.- 實例 2 之電感耦合電漿原子發射光譜 (ICP OES) 分析
   Al Ca Cr Cu Fe P Ti
原材料 51.1 140.5 23.4 3.9 1115.6 29.8 14.7
過量液體 210.5 359.7 63.3 6.1 2839.1 58.5 28.9
固態錠 6.0 27.9 2.6 0.6 120.6 14.7 1.3
單位為重量ppm。
實例 3將Fe含量為309.6重量ppm (百萬分率)之1000 kg市售3N矽藉由感應構件在756 Hz下加熱至1600℃。然後，使用低頻電磁攪拌機在20 Hz之頻率下使熔體旋轉40分鐘且達成80%固體之產率。接著，在圖3中所陳述之步驟之後將過量液體接入輔助模具中。所得空心錠具有9.2重量ppm之鐵含量。 表 5.- 實例 3 之電感耦合電漿原子發射光譜 (ICP OES) 分析
   Al Ca Cr Cu Fe P Ti
原材料 38.7 16.2 4.4 2.3 309.6 25.1 1.2
過量液體 216.5 79.8 22.1 11.4 1647.6 124.9 5.9
固態錠 0.1 0.1 0.1 0.1 9.2 10.6 0.3
單位為重量ppm。
實例 4將Fe含量為14629.2重量ppm (百萬分率)之1000 kg光伏矽截口損失廢料藉由感應構件在756 Hz下加熱至1600℃。然後，使用低頻電磁攪拌機在20 Hz之頻率下使熔體旋轉40分鐘且達成80%固體之產率。接著，在圖3中所陳述之步驟之後將液體接入輔助模具中。所得空心錠具有1375重量ppm之鐵含量。 表 6.- 實例 4 之電感耦合電漿原子發射光譜 (ICP OES) 分析
   Al Ca Cr Cu Fe P Ti
原材料 887.0 79.1 20.3 11.2 14629.2 74.9 26.0
過量液體 4356.2 451.7 61.5 34.5 67542.2 161.3 70.8
固態錠 17.2 9.6 10.5 5.4 1375.0 53.8 14.8
單位為重量ppm。
實例 5將Fe含量為169.2重量ppm (百萬分率)之1000 kg光伏矽截口損失廢料藉由感應構件在756 Hz下加熱至1600℃。然後，使用低頻電磁攪拌機在20 Hz之頻率下使熔體旋轉30分鐘且達成60%固態之產率。接著，在圖3中所陳述之步驟之後將過量液體接入輔助模具中。所得空心錠具有23.8重量ppm之鐵含量。 表 7.- 實例 5 之電感耦合電漿原子發射光譜 (ICP OES) 分析
   Al Ca Cr Cu Fe P Ti
原材料 2414.0 441.3 2.1 3.4 169.2 5.9 4.2
過量液體 9883.7 2089.3 8.4 14.6 762.3 15.6 18.6
固態錠 46.7 4.3 0.6 0.5 23.8 3.2 0.5
單位為重量ppm。
實例 6將Fe含量為15034.4重量ppm (百萬分率)之1000 kg光伏矽截口損失廢料藉由感應構件在756 Hz下加熱至1600℃，然後使用低頻電磁攪拌機在30 Hz之頻率使熔體旋轉40分鐘且達成80%固體之產率。一旦液體接入輔助模具中，就添加200 kg 99%矽塊之再裝填，在如圖5中所陳述之先前步驟之後再熔融且純化。所得空心錠具有148.7重量ppm之鐵含量。 表 8.- 實例 6 之電感耦合電漿原子發射光譜 (ICP OES) 分析
   Al Ca Cr Cu Fe P Ti
原材料#1 931.6 63.4 19.8 16.6 15034.4 62.7 14.2
過量液體#1 4426.3 444.3 63.7 41.3 64238.7 197.3 71.8
再裝填原料 57.2 29.6 34.5 21.4 4373.2 153.8 44.8
原材料#2 42.6 18.9 16.4 17.5 2973 11.9 21.2
過量液體#2 174.6 67.3 67.8 71.6 14280.2 39.7 64.2
最終錠 12.1 9.3 3.5 4.7 148.7 5.4 3.9
單位為重量ppm。
實例 7 將Fe含量為5010.0重量ppm (百萬分率)之160 kg市售矽藉由感應構件在756 Hz下加熱至1560℃，然後傾斜熔爐且將熔體接入設定在21 Hz之頻率下持續30分鐘之固化爐中且達成80%固體之產率。接著，在圖4中所陳述之步驟之後將液體接入輔助模具中。所得空心錠具有200.4重量ppm之鐵含量。 表 9.- 實例 7 之電感耦合電漿原子發射光譜 (ICP OES) 分析
   Al Ca Cr Cu Fe P Ti
初始液體 442.3 453.3 9.7 13.4 5010.0 29.3 6.3
過量液體 2387 2194.2 92 71.6 25947.3 201.4 47.3
固態錠 4.1 7.1 4.3 1.1 200.4 14.5 4.0
單位為重量ppm。
實例 8將Fe含量為338.1重量ppm (百萬分率)之160 kg 3N矽藉由感應構件在756 Hz下加熱至1560℃，然後傾斜熔爐且將熔體接入設定在21 Hz之頻率下持續25分鐘之固化爐中且達成75%固體之產率。接著，在圖4中所陳述之步驟之後將液體接入輔助模具中。所得空心錠具有12重量ppm之鐵含量。 表 10.- 實例 8 之電感耦合電漿原子發射光譜 (ICP OES) 分析
   Al Ca Cr Cu Fe P Ti
初始液體 345.0 9.0 4.6 4.3 331.8 12.8 3.3
過量液體 1707.8 16.4 21.7 17.6 1597.1 48.6 15.4
固態錠 4.3 7.4 0.6 1.2 12.0 4.3 0.5
單位為重量ppm。
實例 9當使用獨立於本發明之結晶模具的熔融爐時的例示性操作模式：一旦矽已熔融於熔融爐中，則模具必須置放於熔融爐通道之末端，其中坩堝溫度高於100℃(圖6A)。在電磁攪拌機啟動後15-20分鐘容易地達至此溫度。接著傾斜熔融爐且以20 kg/min與50 kg/min之間的速度倒入液態矽(圖6B)。在傾倒之後，應使該爐返回至其正常直立位置且本發明之結晶模具將移動遠離該爐幾公尺以促進操作(圖6C)。接著使固化發生，其在典型條件下持續20分鐘與40分鐘之間。電磁攪拌機產生在液態矽中感應旋轉電磁力之交流電(AC)。固化在徑向方向上向心發生，使得經純化矽錠自坩堝壁朝內生長且雜質集中在液相中。經由坩堝之壁提取材料之固化中所釋放之熱量。此等壁可為隔熱的，配備有能夠控制溫度之構件或直接暴露於空氣。若坩堝材料已為耐火材料，則壁可直接暴露於空氣。
一旦達至對應於液態矽之特定固化程度的設定時間，就將旋轉機倒置翻轉180度，同時使電磁攪拌機之電源保持接通。在此位置中，由於電磁場之影響，液態金屬大部分保留在容器內(圖6D)。當斷開電磁攪拌機之電源時，液態矽突然下落至輔助模具中，因此排空結晶模具之內部(圖6E)。在最終步驟中，移除經純化空心錠(圖6F)。
實例 10藉由固態矽錠中之所需純度來確定液態矽之特定固化程度(亦即，固化百分比)，此係因為固態錠中之雜質之存在隨著固化百分比增加而增加。特定而言，當整個液態矽已固化時，固態矽錠中之雜質之濃度等於製程開始時原始矽材料中之雜質之濃度。在鐵之情況下，圖7展示初始原始矽材料(Ci)中之鐵之濃度高於固態矽錠(Cf)中之鐵之濃度，表述為隨錠產率(亦即，固化百分比)而變的比率Ci/Cf，不同之處在於錠產率值為100 (亦即，當100%之液態矽原材料已固化時)。對於錠產率值為100，比率Ci/Cf為1。因此，可視最終固態錠中之特定雜質之濃度所需的降低而定選擇液態矽之特定固化程度(亦即，固化百分比)。
圖 1 ：展示攪拌對固化特徵曲線之影響的圖。 C S ：溶質在固體中之濃度； C O ：溶質在液體中之初始濃度； k：偏析係數； z：在單向固化之方向上的距離；D/V/k為表示初始暫態邊界層之係數，其中D (或 D L )為雜質在液體中之擴散率，V (有時在文獻中稱為R)為固體之生長速率，且k為雜質之偏析係數。 圖 2 ：在不存在固體擴散之情況下的溶質再分佈：(a)類型1；(b)類型2；(c)類型3；(d)所得偏析特徵曲線。 圖 3 ：本發明方法之示意性圖示，其描繪以下步驟：(a)在本發明之熔融爐/結晶模具中提供固態矽，(b)藉助於高頻發電機熔融固態矽，(c)藉由自模具之壁單向固化來固化液態矽，同時藉助於使用低頻發電機之電磁攪拌(EMS)來攪拌液態矽，(d)當一定百分比之液態矽已固化時停止單向固化且傾析過量液態矽，及(e)自結晶模具中移除固態矽金屬錠。 圖 4 ：本發明方法之示意性圖示，其描繪以下步驟：(a)將液態矽倒入本發明之結晶模具中，(b)藉由自模具之壁單向固化來固化液態矽，同時藉助於使用低頻發電機之電磁攪拌(EMS)來攪拌液態矽，(c)當一定百分比之液態矽已固化時停止單向固化且傾析過量液態矽，及(d)自結晶模具中移除固態矽金屬錠。 圖 5 ：本發明方法之示意性圖示，其描繪以下步驟：(a)在本發明之熔融爐/結晶模具中提供固態矽，(b)藉助於高頻發電機熔融固態矽，(c)藉由自模具之壁單向固化來固化液態矽，同時藉助於使用低頻率發電機之電磁攪拌(EMS)來攪拌液態矽，(d)當一定百分比之液態矽已固化時停止單向固化且傾析過量液態矽；(e)在本發明之熔融爐/結晶模具中提供額外固態矽，及(b')藉助於高頻發電機將額外固態矽與純化固態矽金屬錠一起熔融。 圖 6 ：本發明裝置之示意性圖示。(A)圖展示熔融單元及固化單元，其中固化單元描繪電磁攪拌機、支撐結構及傾斜單元、拖曳機構及坩堝。(B)展示將液態矽倒入結晶模具中的步驟。(C)展示藉由自模具之壁單向固化來固化液態矽，同時藉助於電磁攪拌(EMS)來攪拌液態矽的步驟。(D)展示傾斜結晶模具，同時電磁攪拌機仍處於操作中(通電(Power ON))的步驟。(E)展示藉由切斷電磁攪拌機(斷電(Power OFF))傾析過量液態矽的步驟。(F)展示自結晶模具中移除固態矽金屬錠的步驟。 圖 7 ：展示隨實例10之錠產率而變的初始濃度與最終濃度之間的係數的圖。

Claims (15)

  1. 一種用於獲得純化矽金屬之方法，該方法包含： a)  在具有坩堝襯裡壁之結晶模具中提供液態矽， b)  藉由自該等坩堝襯裡壁單向固化來固化該液態矽，同時藉助於電磁攪拌(EMS)來攪拌該液態矽，直至一定百分比之該液態矽固化為止；及 c)  傾析過量未經固化之液態矽， 其中傾析該過量未經固化之液態矽之步驟(c)包含以下步驟： c1)    在電磁攪拌(EMS)下將該結晶模具倒置傾斜； c2)    藉由斷開電磁攪拌(EMS)自該結晶模具排空該過量未經固化之液態矽。
  2. 如請求項1之方法，其中該方法包含以下之先前步驟： a)  在該結晶模具中自固態矽直接熔融矽。
  3. 如請求項1之方法，其中該方法包含以下之先前步驟： a)  自其中石英經還原之電冶金還原爐或自其中矽自固態矽熔融的熔融爐獲得液態矽，及 b)  將該液態矽轉移至該結晶模具中。
  4. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該固態矽係呈塊、粉末、丸粒及/或磚之形式。
  5. 如請求項1至4中任一項之方法，其中已固化的該液態矽之百分比為20%至90%，較佳為40%至85%，更佳為50%至80%，最佳為60%至80%。
  6. 如請求項1至5中任一項之方法，其中該等坩堝襯裡壁包含底壁及側壁，或其中該等坩堝襯裡壁具有圓錐形或方錐形形狀。
  7. 如請求項1至6中任一項之方法，其中該等坩堝襯裡壁中之坩堝係由選自由以下組成之群的材料製成：高鋁水泥(High Alumina Cement；HAC)、富鋁紅柱石(Mullite)、碳化矽(SiC)、石墨、石英、耐火SiC複合物、耐火金屬，較佳為鐵合金，及其組合。
  8. 如請求項1至7中任一項之方法，其中該等坩堝襯裡壁經加熱以最小化該等坩堝襯裡壁上矽表層之形成。
  9. 如請求項1至8中任一項之方法，其中電磁攪拌(EMS)係在1至100 Hz、較佳1至30 Hz、更佳1至20 Hz、最佳2至15 Hz之頻率下進行。
  10. 如請求項1至9中任一項之方法，其中固化速度為10 -7至10 -4m/s，較佳為10 -6至10 -4m/s。
  11. 如請求項1至10中任一項之方法，其中該方法進一步包含熔融該純化固態矽金屬錠且重複如請求項1之步驟(a)至(c)的步驟。
  12. 一種裝置，其包含： a)  結晶模具； b)  電磁攪拌機；及 c)  傾析機構。
  13. 如請求項12之裝置，其中該傾析機構為傾斜機構。
  14. 如請求項12或13中任一項之裝置，其中該裝置進一步包含拖曳機構。
  15. 一種如請求項12至14中任一項之裝置的用途，其用於獲得純化矽金屬之方法中。
TW111115833A 2021-04-26 2022-04-26 獲得純化矽金屬之方法 TW202306895A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21382359.4 2021-04-26
EP21382359.4A EP4082966A1 (en) 2021-04-26 2021-04-26 Method for obtaining purified silicon metal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202306895A true TW202306895A (zh) 2023-02-16

Family

ID=75674760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111115833A TW202306895A (zh) 2021-04-26 2022-04-26 獲得純化矽金屬之方法

Country Status (8)

Country Link
EP (2) EP4082966A1 (zh)
CN (1) CN116940525A (zh)
AR (1) AR125726A1 (zh)
AU (1) AU2022265487A1 (zh)
BR (1) BR112023020388A2 (zh)
CA (1) CA3208521A1 (zh)
TW (1) TW202306895A (zh)
WO (1) WO2022229096A1 (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4094731A (en) 1976-06-21 1978-06-13 Interlake, Inc. Method of purifying silicon
JPH0753569B2 (ja) 1986-08-07 1995-06-07 昭和アルミニウム株式会社 ケイ素の精製方法
US20060048698A1 (en) * 2002-09-27 2006-03-09 Ge Energy (Usa) Llc Methods and systems for purifying elements
KR20090053807A (ko) * 2006-09-14 2009-05-27 실리슘 비캔커 인코포레이티드 저급 실리콘 재료를 정제하는 방법 및 그 장치
EP2212249B1 (en) * 2007-09-13 2015-01-14 Silicio Ferrosolar, S.L.U. Process for the production of medium and high purity silicon from metallurgical grade silicon
BRPI0806050B1 (pt) 2008-11-24 2015-08-11 Ligas De Aluminio S A Liasa Sistema de solidificação de metal líquido radial com velocidade retardada
BR102013005759B1 (pt) 2013-03-11 2022-06-14 Cia. Ferroligas Minas Gerais - Minasligas Processo de purificação de silício por meio de solidificação controlada sob centrifugação

Also Published As

Publication number Publication date
CN116940525A (zh) 2023-10-24
EP4082966A1 (en) 2022-11-02
WO2022229096A1 (en) 2022-11-03
AU2022265487A1 (en) 2023-08-24
CA3208521A1 (en) 2022-11-03
AR125726A1 (es) 2023-08-09
EP4347492A1 (en) 2024-04-10
BR112023020388A2 (pt) 2023-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5374673B2 (ja) 珪素精製方法
KR101247666B1 (ko) 실리콘 결정을 얻기 위한 실리콘 분말의 가공 방법
TWI472485B (zh) 利用酸洗以提供純化之矽晶體
JP4689373B2 (ja) シリコンの再利用方法
US8580036B2 (en) Method and apparatus for refining a molten material
KR102137455B1 (ko) 규소 정제 방법
JPWO2008149985A1 (ja) 金属珪素の凝固方法
TW202306895A (zh) 獲得純化矽金屬之方法
JPH0754070A (ja) アルミニウムスクラップの精製方法
TWI541195B (zh) 利用酸洗以提供純化之矽晶體
EP2464758B1 (en) Reaction and melt coalescence and separation
JP2012012275A (ja) 保持容器、保持容器の製造方法および太陽電池用シリコンの製造方法。