TWI730085B - 用於從粗糙顆粒性物質與細微顆粒性物質之混合物中分離細微顆粒性物質之方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

細微顆粒性物質是藉由將吹掃氣體通過一個旋轉滾筒的該腔室，而從粗糙顆粒性物質與細微顆粒性物質之混合物被分離出，該旋轉滾筒的該腔室包含一被引入的物質，該物質為粗糙顆粒性物質與細微顆粒性物質之混合物。特別的是，多晶矽粉末可從顆粒狀的多晶矽被分離出。密封件存在於該裝置相對彼此移動的氣體輸送部件處的位置，以阻止吹掃氣體逃逸至該裝置周圍的大氣中。一下游的密封件延伸介於一固定的排氣管道及一隨著該滾筒轉動的排氣管之間。該密封件是受到一流動之乾淨的沖洗氣體的保護，該流動之乾淨的沖洗氣體是被傳送至一介於該排氣管道及該排氣管之間的間隙。一粉塵收集組合接收被分離出的細微顆粒性物質。被翻滾過的顆粒性物質，具有細微顆粒性物質之一減小重量百分比相較於該被引入的多晶矽物質，從該滾筒被收集。

Description

用於從粗糙顆粒性物質與細微顆粒性物質之混合物中分離細微顆粒性物質之方法及裝置
本案揭示是有關用於從粗糙顆粒性物質與細微顆粒性物質之混合物分離細微顆粒性物質之裝置與方法。
在許多工業中，有一種從粗糙顆粒性物質與細微顆粒性物質之混合物分離細微顆粒性物質的需求。
做為一特定的範例，顆粒狀的多晶矽在被生產時，例如是藉由例如是被顯示在美國專利第8,075,692號之該反應器的一流體床反應器被生產時，通常是包含有從0.25%至3%重量百分比的粉末或粉塵。該粉末可能會使該產品不適用於某些應用。例如，一包含此量級的粉末的產品通常是不適用於生產單晶矽，因為該粉末會造成一結構的損失，使單晶生長不可能。
目前用於移除粉塵之濕的製程具有缺點，因為要有複雜的、昂貴的設備來維持，需要大量的水及/或化學物質，且該處理可能會造成該多晶矽之有害的氧化。乾的製程可避免掉此些缺點，但因為矽粉末具有高 度磨損性，被使用在一乾的製程中的機械式設備，由於該設備和該等矽物質的接觸所造成的磨耗，會有早期損壞，特別是在矽物質進入介於該設備的移動部件之間的空間位置處。
因此有一種對用於生產帶有減少粉塵或粉末量級之顆粒狀的多晶矽之改良的裝置與方法的需求。
於此被揭示的為用於從粗糙顆粒性物質與細微顆粒性物質之混合物分離細微顆粒性物質之裝置與方法。特別的是，裝置與方法是被說明用於從多晶矽顆粒及矽粉末的一混合物分離矽粉末。
一裝置包括有一滾筒，該滾筒具有一界定一腔室的壁部、一氣體入口及一出口，以該氣體入口及該出口處於間隔開的位置。該裝置亦包括有一和該氣體入口連通之吹掃氣體的供應源，以將一流動的氣體提供給該氣體入口。一排氣管從該壁部延伸出。該排氣管具有一為該滾筒的該出口或是和該滾筒的該出口重合的入口。經由該排氣管及一排氣管道，一粉塵收集組合流體式地被連接至該出口，以接收被分離出的多晶矽粉塵。該排氣管道延伸進入一在該排氣管內部的中央通路，使得一間隙是位在該排氣管及該排氣管道之間。該裝置亦包括一和該間隙連通之乾淨的沖洗氣體的供應源，以提供一流動的氣體來以氣體沖洗該間隙，並藉此禁止多晶矽粉塵進入該間隙。在某些配置中，該吹掃氣體及該沖洗氣體皆是從一共同的氣體供應源被提供。該裝置進一步包括一可操作來繞著一轉動軸線轉動該滾筒的動力供應源，該轉動軸線是縱向地延伸通過該滾筒腔室。具有優點地，該滾筒會具有被成形及被設置作為耳軸的入口及出口管，該等耳 軸是由一具有架座的支架所支撐，該等架座支撐該等耳軸，用於該滾筒繞著該轉動軸線的轉動。該裝置特別是非常適合用於從多晶矽顆粒及矽粉末的一混合物分離矽粉末。
用於從粗糙顆粒性物質與細微顆粒性物質之混合物，例如是顆粒狀的多晶矽及矽粉末的一混合物，分離例如是矽粉末之細微顆粒性物質之方法，包括在將為粗糙顆粒性物質與細微顆粒性物質之混合物的一顆粒性物質引進入一滾筒中；以一轉動速度繞著該轉動軸線轉動該滾筒一段時間；在該滾筒轉動時，將吹掃氣體從一氣體入口至一出口流動通過該滾筒的該滾筒腔室，藉此將被分離出的細微顆粒性物質夾帶在該吹掃氣體中；及將該吹掃氣體及被夾帶的細微顆粒性物質從其他的多晶矽物質分離，藉此該細微顆粒性物質的至少一部分從該粗糙顆粒性物質被分離出。沖洗氣體被提供至該裝置之相對彼此移動的部件處的一或多個區域，以防止被夾帶的細微顆粒性物質和該等部件接觸。被翻滾過的顆粒性物質從該滾筒的該腔室被移除，相較於該被引入的顆粒性物質，該被翻滾過的顆粒性物質包括一減小重量百分比的細微顆粒性物質。在某些情況下，該方法進一步包括收集在該滾筒外部的一位置處之該被夾帶之被分離出的細微顆粒性物質。
從以下參考該等隨附圖式之詳細的說明，該被揭示的技術之先前的及其他的特徵及優點會變得更加明顯。
10:滾筒
11:動力供應源
12:吹掃氣體的供應源
14:粉塵收集組合
20:側壁部
21:腔室的內表面
22:滾筒腔室
30:第一端壁部/滾筒壁部
32:吹掃氣體入口/氣體入口
40:第二端壁部/滾筒壁部
42:吹掃氣體出口/氣體出口
44:排氣管組合
50:通口
55:進給料斗
60:提升葉片
70:進氣組合
72:進氣管
74:近端部
76:遠端部
78:進氣管出口
80:進氣管入口
81:小孔環圈
82:內壁部表面
83:小孔
84:進氣管通路
85:聚氨酯襯層
86:外壁部表面
90:支架構件
92:架座
94:通孔
100:吹掃氣體供應管道
102:壁部
104:內壁部表面
106:氣體供應管道出口
108:氣體供應管道通路
112:密封環圈
114:V形環圈密封件
120:排出組合
122:排氣管
124:近端部
126:遠端部
128:遠排氣管開口
129:排氣管出口
130:近排氣管開口
132:內壁部表面
134:排氣管通路
135:聚氨酯襯層
136:外壁部表面
140:支架構件
142:架座
144:通孔
150:排氣管道
154:外壁部表面
155:內壁部表面
156:入口端部
158:排氣管入口
162:排氣管道通路
164:聚氨酯襯層
165:聚氨酯襯層
166:間隙
170:沖洗氣體供應管道
172:沖洗氣體供應管道入口
174:沖洗氣體供應管道出口
175:外壁部表面/外表面
176:內壁部表面
178:沖洗氣體供應管道通路
180:間隙
184:環狀的位置
188:密封環圈
190:V形環圈密封件/密封機構
192:V形環圈部分/唇部分
194:本體部分
200:氣體進給管件
202:T型接頭
204:旁通管件
210:背環圈
216:環狀的開口
220:吹掃氣體的流動/氣體的第一部分
222:吹掃氣體
224:氣體的流動
226:沖洗氣體的流動/氣體的第二部分
A1:轉動軸線
A2:軸線
A3:軸線
圖1為一用於從粗糙顆粒性物質與細微顆粒性物質之混合物分離細微 顆粒性物質之裝置的一概略圖式。
圖2為用於一用於從粗糙顆粒性物質與細微顆粒性物質之混合物分離細微顆粒性物質之裝置的一進氣組合的一部分概略圖式。
圖3為用於一用於從粗糙顆粒性物質與細微顆粒性物質之混合物分離細微顆粒性物質之裝置的一排放組合的一部分概略圖式。
圖4為用於一用於從粗糙顆粒性物質與細微顆粒性物質之混合物分離細微顆粒性物質之裝置的一密封件的一部分概略圖式。
圖5為用於一用於從粗糙顆粒性物質與細微顆粒性物質之混合物分離細微顆粒性物質之裝置的一氣體流動路徑的一部分概略圖式。
某些工業製程造成一產品是粗糙顆粒性物質與細微顆粒性物質的混合物。例如，顆粒狀的多晶矽是藉由一例如是單矽烷之含矽氣體的高溫分解被生產在一流體床反應器(FBR)中。矽烷至矽的轉變經由同質性的及異質性的反應發生。該同質性的反應生產奈米至微米尺寸的矽粉末或粉塵，其等會留在該床中成為不受限制的粉末，附接於多晶矽顆粒，或以流出的氫氣體淘洗及離開該FBR。該異質性的反應形成沉積在可取得的諸表面上之一固態的矽，該等表面主要為晶核物質的諸表面(其他的多晶矽被沉積於其上的矽粒子)，通常是具有一在0.1至0.8mm的最大尺寸中的直徑，在沉積之前例如是0.2至0.7mm或0.2至0.4mm。在一微觀尺度上，被生產在一流體床反應器中的顆粒狀多晶矽的表面具有會卡住粉塵的孔隙。該表面亦具有微觀尺度被附接的特徵，在該等顆粒通過一稱為研磨的製程被處理時會破開或是被移開。
在本案揭示的前後文中，該等用詞“粉末”及“粉塵”是可互換使用的，且是指具有一小於250μm的平均直徑的粒子。如在本文中被使用的，“平均直徑”意指多個粉末或粉塵顆粒的數學平均直徑。當顆粒狀的多晶矽被生產在一流化床反應器中時，該粉末粒子的該平均直徑可能比250μm要小得多，例如是一小於50μm的平均直徑。個別的粉末粒子可具有一範圍從40nm至250μm的直徑，且更典型地是具有一範圍從40nm至50μm，或從40nm至10μm的直徑。顆粒直徑可藉由數種方法被決定，包括雷射繞射(次微米至毫米直徑的粒子)，動態圖像分析(30μm至30nm直徑的粒子)，及/或機械式篩選(30μm至大於30mm直徑的粒子)。
該等用詞“顆粒狀的物質”及“顆粒”是指具有一0.25至20mm之平均直徑的粒子，例如是一0.25至10、0.25至5、或0.25至3.5mm的平均直徑。該用詞“顆粒狀的多晶矽”是指具有一0.25至20mm之平均直徑的多晶矽粒子，例如是一0.25至10、0.25至5、或0.25至3.5mm之平均直徑。如在本文中被使用的，“平均直徑”意指多個顆粒的該數學平均直徑。個別的顆粒可具有一範圍從0.1至30mm的直徑，例如是0.1至20mm、0.1至10mm、0.1至5mm、0.1至3mm、或0.2至4mm。
當矽是在一FBR製程中從一矽供應源氣體被生產時，該氣體是一全氫矽烷(基本上是由矽及氫所構成的化合物或諸化合物的混合物)，例如是單矽烷氣體，某些被生產的矽通常是會以矽粉末的形式。(破碎的多晶矽藉由一FBR製程利用一鹵矽烷供應源氣體被生產，該氣體例如是三氯矽烷，通常是不會由於在該反應器中一不同的化學反應而導致任何明顯的矽粉末積聚)。特別的是，當矽是從一全氫矽烷被生產時，該產品通常 是為矽物質的一混合物，其包括顆粒狀的多晶矽及矽粉末，其中該矽粉末是從該混合物的重量百分比的0.25%至3%；此數量包括不受限制的及被表面附著的粉末。和該顆粒狀的多晶矽相關聯之矽粉末的存在，對使用者而言是不想要的，由於造成在晶體結構之損失的可能性，該使用者在單晶成長製程中融化及再結晶該多晶矽。該粉末亦產生家庭用及工業用衛生上的困難，及在製造工廠之潛在一可燃的粉塵風險。
用於除塵顆粒的裝置可包括一滾筒。此等裝置包括有氣體流動裝置，其被構造成將一流動的吹掃氣體通過該滾筒來夾帶粉末，並將該被夾帶的粉末攜離該滾筒。該氣體流動裝置包括一將吹掃氣體傳送至該滾筒的該腔室的氣體供應系統，及一將吹掃氣體及被夾帶的粉末從該滾筒的該腔室運送開的排放系統。例如是特別適用於使用在從多晶矽顆粒分離矽粉末之裝置的範例，是被說明在2014年11月7日所提申之第14/536,496號美國專利申請案中，該案整體併入本案參考。
當該要被除塵的物質是要被使用在電子產品或光電產品的應用中之高純度矽顆粒及矽粉末的一混合物時，一除塵滾筒系統的性能要求是非常高的。除了高量級的粉塵移除，該系統一定不能污染該顆粒狀的多晶矽產品。敏感的污染物包括金屬、碳、硼、及磷。在該最終產品上之理想的金屬濃度是小於每十億原子分之50(ppba)，或甚至更合意的是小於10ppba。碳濃度合意的是小於0.5ppma。硼及磷濃度合意的是遠小於1ppba。
為滿足此些嚴格的性能要求，結構的材料及該通風密封件的配置是非常重要的。被產生在該吹掃氣體供應系統中之任何磨損的產品，如果被允許進入該吹掃氣體流中，將會是一污染的供應源。其亦會是一問 題，即顆粒狀的多晶矽產品進入該排放系統，並溢回進入該滾筒。該排放系統因而是另一個潛在之污染的供應源。其他潛在之污染的供應源包括包裝材料及潤滑劑，例如是和排放系統密封件一起被使用的油脂。
當藉由奈米壓痕在一15mN的負載下被量測，帶有在峰值負載之壓痕深度267nm時，矽具有一11.9GPa的硬度，其在莫氏尺度約為7。那是大於矽物質在一除塵製程期間被包含於其中之處理設備的硬度。此設備通常是由鋼所製成的，且可具有由甚至是不比鋼硬的材料所做成的諸構件。因而其亦是一問題，即矽粉末是具有磨損性的，且因此運送通過一除塵裝置有困難，特別是通過一具有相對彼此移動且矽物質是沿著其被傳送之部件接頭的滾筒除塵裝置。傳統的襯墊類型密封件在被暴露至在此裝置中之具有磨損性的粉末時，是無法適當地表現的。
如同被顯示在圖1中的，一具有優點之用於分離顆粒狀的多晶矽及矽粉末的裝置，包括有一滾筒、一支撐該滾筒用於繞著一轉動軸線轉動的支架、及用於轉動該滾筒的裝置，例如是一馬達。特別的是，圖1的該裝置包括有一滾筒10及一可操作來轉動該滾筒的動力供應源11。該滾筒10具有一界定一滾筒腔室22的壁部。在該被圖示說明的裝置中，該壁部包括一側壁部20、一第一端壁部30及一第二端壁部40。
該滾筒具有一被設置成允許吹掃氣體進入該滾筒腔室中的吹掃氣體入口及被設置成從該滾筒腔室排出吹掃氣體的吹掃氣體出口。在圖1的該裝置中，該第一端壁部30界定有一吹掃氣體入口32，及該第二端壁部40界定有一吹掃氣體出口42。該被圖示說明的滾筒10被支撐以繞著一轉動軸線A1轉動，該轉動軸線A1延伸通過該吹掃氣體入口32及該吹掃 氣體出口42。
該範例說明性的滾筒10的該側壁部20為管狀的。特別的是，該被圖示說明的側壁部20的各該等內及外表面為一圓筒的側表面，該圓筒具有一沿著該縱向的轉動軸線A1之基本上是固定之圓形的橫向的橫截面幾何形狀。其他的幾何形狀亦被考慮。例如，側壁部20可具有一界定一腔室的內表面21，該腔室具有一在橫截面上為三角形的、正方形的、五角形的、六角形的、或較高階的多邊形的邊界。在任何該等實施例中，該轉動軸線A1具有優點地是可如同被顯示在圖1中的被定中心在該腔室22內，或者該轉動軸線A1可是偏離中心的。
在一變化的形式中(未被顯示出)，該側壁部、第一端壁部、及第二端壁部集體地界定出一V形混合器的腔室，例如是一具有一滾筒的混合裝置，該滾筒界定一通常為該字母“V”的形狀的混合腔室，且是可繞著一水平的轉動軸線轉動的。
該滾筒10具有一多晶矽入口，以提供至該滾筒腔室22的通路，用於將該多晶矽物質引入該滾筒腔室中，及用於從該滾筒腔室移除該被翻滾過的多晶矽物質。在被圖示說明在圖1的該範例說明性的滾筒10中，一通口50延伸通過該側壁部20。通口50可被使用來裝載一多晶矽物質進入該滾筒腔室22中，該多晶矽物質是顆粒狀的多晶矽及矽粉末的一混合物。通口50亦可被用來從該滾筒腔室22移除被翻滾過的多晶矽物質。通口50在該滾筒10的轉動期間被關閉。一進給料斗55可被可移除式地或固定式地被連接至通口50，以促進該多晶矽物質進入該滾筒腔室22中的引入，及/或以在翻滾之後促進顆粒狀的多晶矽從該滾筒腔室22的移除。另 外，該進給料斗可和該側壁部整合在一起，例如該側壁部及料斗是一單一的結構，其中，該通口延伸通過該側壁部及進入該料斗中。
如同在圖1中被圖示說明的，一吹掃氣體的供應源12被連接至氣體入口32，以提供一吹掃氣體流從該入口32至該出口42縱向地通過該滾筒腔室22。具有優點地，如同被顯示在圖1的該裝置中的，環繞該軸線A1的區域是未受阻礙的，使得一未受阻礙引導的吹掃氣體流動路徑能沿著該軸線A1被提供介於該吹掃氣體入口32及該吹掃氣體出口42之間。該吹掃氣體供應源12包括有一氣體輸送裝置(未被顯示出)，其例如是一鼓風機或泵機構及/或一包含有一容積以一升高的壓力被儲存之氣體的容器。該氣體輸送裝置是可操作來提供一從該吹掃氣體供應源12至該滾筒腔室22之流動的氣體。一控制裝置(未被顯示出)被提供來調節該氣體輸送裝置的操作，並藉此調節從該吹掃氣體供應源12至該入口32之該氣體流動的速率。該出口42被設置成允許吹掃氣體及被夾帶的矽粉末從該滾筒腔室22的排出。一過濾器(未被顯示出)，其例如是一HEPA過濾器，可被設置介於該吹掃氣體供應源12及氣體入口32之間。該被圖示說明的除塵裝置可以一負壓被操作，其例如是藉由在該排氣管道通路162中抽汲一部分真空，來建立一流動的氣體通過該裝置；但在一升高的壓力下的操作是更有效率的，且能防止周圍的空氣被抽汲進入該裝置的內部區域，該內部區域可能包含有可燃的物質。
該裝置可包括用於將水蒸汽引入該滾筒的該腔室22的諸構件(未被顯示出)。在某些實施例中，水蒸汽是被引入在介於該吹掃氣體供應源12及氣體入口32之間的一位置處之該吹掃氣體的該流動路徑。在包括一 過濾器及一水的引入裝置二者的諸實施例中，該等構件可被配置有介於該吹掃氣體供應源12及該水的引入裝置之間的該過濾器。在其他的範例中，該過濾器可被設置介於水的引入裝置及氣體入口32之間。
被顯示在圖1中的該裝置包括有一粉塵收集組合14，其包括一鼓風機、一旋風機及一過濾器組合。該粉塵收集組合14是可操作式地被連接至出口42，以收集從該顆粒狀的多晶矽被移除的粉塵。在一實施例(未被顯示出)中，一再循環管道是和該粉塵收集組合14及該氣體入口32二者連通，以致已在粉塵收集組合中清除掉被夾帶的灰塵的吹掃氣體，可從該粉塵收集組合被再循環至該氣體入口。在一實施例中，縱向軸線A1是水平的。在另一實施例中，縱向軸線A1是傾斜的，使得出口42是低於入口32。縱向軸線A1可以一從水平上達30度的角度被傾斜。
在某些實施例中，該滾筒10包括有一或多件提升葉片60(例如是從1至40、1至20、5至15、或10至12件提升葉片)，其等例如是被附接至側壁部20，並從側壁部20朝內延伸。提升葉片的幾何形狀及配置被說明在第14/536,496號的美國專利申請案中。
在一範例式的配置中，一滾筒10具有一1000至2000kg多晶矽的容量。該滾筒腔室22藉由滾筒側壁部20被部分地界定，該滾筒側壁部20具有一內表面，其為一帶有一150至200cm均一直徑及一100至130cm長度之圓形橫截面的圓筒。該滾筒包括有1至20片提升葉片60，例如是從5至15或10至12片提升葉片。如果存在，各提升葉片可具有一從7.5cm至40cm的高度，例如是從15至30cm的高度。該滾筒亦可包括多個中間的支撐件(未被顯示出)。該滾筒10可被充填有顆粒狀的多晶矽及矽粉末的 一混合物至一不會阻礙該氣體入口32及/或出口42的深度。因此，該滾筒可被充填該混合物至一50至80cm的深度。在此配置中，該滾筒可被操作來以5至30rpm轉動。
被顯示在圖1中之該特定的裝置，包括有一具有一管形壁部的排氣管組合44，該管形壁部可具有一圓筒式的構形。理想的是，該排氣管組合44的該管形壁部具有一圓形的橫截面。在被顯示在圖1的該裝置中，該滾筒10被剛性地附加至該排氣管組合44的該管形壁部。
一屏篩(未被顯示出)可被放置在該排氣管組合44的裡面，來阻擋尺寸過大的固體進入該粉塵收集組合14中。例如，一25網格至60網格尼龍屏篩可被放置在圓筒形的排氣管的裡面。在此等實施例中，一脈衝的清潔氣體可被定期地施加至該屏篩的下游側，以提供以一足夠速度之反向的氣體流來清理來自該屏篩的該上游側之被積聚的粒子。
圖2顯示一適用於和一滾筒一起使用的進氣組合70，該滾筒例如是被顯示在圖1中的該滾筒10。該進氣組合70具有一進氣管72，該進氣管72被附加至該滾筒壁部30，並從該滾筒壁部30朝外延伸出。該進氣管具有一最靠近該滾筒壁部30的近端部74，一被設置成離開該滾筒壁部30一段距離的遠端部76。在該被圖示說明的配置中，一進氣管出口78被設置在該近端部74處，及一進氣管入口80被設置在該遠端部76處。該進氣管72具有一內壁部表面82。該內壁部表面82界定一進氣管通路84，該進氣管通路84從該進氣管入口80至該進氣管出口78軸向地延伸通過該進氣管72。該進氣管通路84是經由該進氣管出口78及該吹掃氣體入口32和該滾筒腔室22連通，以便能有一從進氣管通路84至該滾筒腔室22之流動的 氣體。一小孔環圈81被裝設在該進氣管72的該遠端部76處，並界定出一作為該進氣管入口80的小孔83。該被圖示說明的小孔環圈81界定出一軸向地延伸的小孔83，其在徑向橫截面上通常是圓形的。該被圖示說明的小孔83的直徑是小於界定該進氣管通路84之朝內面向之表面的直徑。
有利的是，該滾筒10會具有耳軸，該等耳軸是由一具有架座的支架所支撐，該等架座支撐該等耳軸，用於繞著該轉動軸線A1轉動。在被顯示在圖2的該組合中，該進氣管72具有一外壁部表面86。該進氣管外壁部表面86的至少一部分為一圓筒，該圓筒具有一附有在該筒的中心的一軸線A2之圓形的橫截面。該進氣管72是被附加至該滾筒，其中該軸線A2是和該轉動軸線A1重合，使得該進氣管72能隨該滾筒轉動，並可作為一耳軸。該被圖示說明之圓形的小孔83的該中心是被設置在該軸線A2上。一支架構件90包括一支撐該外壁部表面86的架座92，用於該進氣管72繞著該轉動軸線A1的轉動。在圖2的該特定的進氣管組合中，該支架構件90具有一藉由一圓筒形的表面被界定之大致水平地延伸的通孔94，以該架座92為界定該通孔及支撐該外壁部表面86之該表面的一底部部分。該通孔94具有一大致是和該轉動軸線A1重合的中心線或軸線。
一吹掃氣體供應管道100具有一壁部102。該壁部102具有一內壁部表面104，該內壁部表面104界定一氣體供應管道出口106及一氣體供應管道通路108，該氣體供應管道通路108延伸通過該氣體供應管道100至該氣體供應管道出口106。該氣體供應管道通路108是和該吹掃氣體供應源12連通，以允許一氣體從該吹掃氣體供應源12流動至該氣體供應管道通路108；且該氣體供應管道出口106是和該進氣管入口80對齊。吹掃氣體 因而可經由該氣體供應管道通路108及該進氣管通路84從該吹掃氣體供應源12運行進入該滾筒腔室22中。該被圖示說明的小孔83的直徑是小於界定該氣體供應管道通路108之該圓筒形的內壁部表面104的直徑。
該吹掃氣體供應管道100為固定式的，且不會隨著該進氣管72轉動。一密封機構因而被提供在該轉動式進氣管72及該固定式吹掃氣體供應管道100的該接頭處，以阻止氣體逃逸於其間。在圖2的該組合中，一密封件被設置在該進氣管72的該遠端部76處。特別的是，一剛性的密封環圈112被固緊在該進氣管72的該遠端部76處，並具有延伸垂直於該軸線A2的諸表面。一彈性的V形環圈密封件114被固緊於氣體供應管道100，延伸介於該吹掃氣體供應管道100的該外表面及該密封環圈112之間，並作為對氣體逃逸至該裝置周圍的大氣中的一阻障。因為該被圖示說明的小孔環圈81是被設置介於該V形環圈密封件114及滾筒腔室22之間，因此該小孔環圈能作用來防止顆粒狀的多晶矽飛濺進入其會弄髒該V形環圈密封件的一區域中。因此，藉由提供一環狀的壩體來阻擋多晶矽從該進氣管通路84流動至該V形環圈密封件，該小孔環圈81保護了該V形環圈密封件114。該小孔83的該相對小的橫截面面積是一在該吹掃氣體流動通路中的收縮，因此移動通過該小孔83之吹掃氣體的速度是高於流動通過該進氣管通路84之氣體的速度。通過該小孔83之該被提高的氣體流動速度，阻止矽物質通過該小孔向上游移動，並藉此保護該V形環圈密封件114。該被圖示說明的密封機構有利的是在於，當相較於其他的旋轉式密封配置時，介於該密封環圈112及該彈性的V形環圈密封件114之間的摩擦係數是相當低的，因此一相當低量的扭轉作用力被需求來啟動及支持該滾筒10的轉動，且該密 封件的壽命是相當長的。
圖3顯示一適用於和一滾筒一起使用的排出組合120，該滾筒例如是被顯示在圖1中之用於分離顆粒狀的多晶矽及矽粉末之一裝置的該滾筒10。圖3的該組合在結構上不同於被顯示在圖1中的該排氣管組合44。特別的是，圖3的該組合結合有一氣體沖洗密封件。有利的是，此一密封件可為無污染的，且可例如是沒有任何包裝或潤滑的，因此能防止矽粉末及顆粒接觸到包裝或潤滑劑。
一排氣管122被附加至該滾筒壁部40，並從該滾筒壁部40朝外延伸出。該排氣管122具有一最靠近該滾筒壁部40的近端部124，一被設置在離該滾筒壁部40一段距離處的遠端部126。在該被圖示說明的配置中，該排氣管122具有一被設置在該遠端部126處的遠排氣管開口128，及一被設置在該近端部124處的近排氣管開口130。一排氣管出口129是被設置在一位於該滾筒壁部40的外側及在吹掃氣體離開該滾筒腔室22之該流動路徑下游的位置。該排氣管122具有一內壁部表面132。該內壁部表面132界定出一從該近排氣管開口130至該遠排氣管開口128軸向地延伸通過該排氣管122的排氣管通路134。該排氣管通路134是經由該近排氣管開口130及該吹掃氣體出口42和該滾筒腔室22連通，以允許氣體從該滾筒腔室22至該排氣管通路134的一流動。
該排氣管122具有一外壁部表面136。在該被圖示說明的組合中，該排氣管外壁部表面136的至少一部分為一圓筒，其具有一附有在該圓筒的中心的一軸線A3之圓形的橫截面。該排氣管122被附加至該滾筒，以該軸線A3和該進氣管72的該圓筒形的外壁部表面的該軸線A2對齊。該 二軸線A2及A3和該轉動軸線A1重合。該排氣管122因而隨該滾筒轉動，並可作為一耳軸。一支架構件140包括有一支撐該外壁部表面136的架座142，用於該排氣管122繞著該轉動軸線A1的轉動。在圖3之該特定的排氣管組合中，該支架構件140具有一藉由一圓筒形的表面被界定之大致水平地延伸的通孔144，以該架座142為界定該通孔及支撐該外壁部表面136之該表面的一底部部分。
圖3的該組合亦包括一排氣管道150，在本文中有時被稱為該通風管道或換氣管道。該排氣管道150被設置介於該吹掃氣體出口42及該粉塵收集組合14之間，以該排氣管和吹掃氣體出口及該粉塵收集組合流體式相連通合，來允許氣體及被夾帶的矽粉末從該吹掃氣體出口至該粉塵收集組合的一流動。至少該排氣管道150的一部分延伸進入該排氣管通路134中。該排氣管道150具有一壁部，該壁部具有一外壁部表面154及一內壁部表面155。該排氣管道150亦具有一入口端部156，該入口端部156界定一排氣管入口158、一排氣管出口(未被顯示出)，及一從該排氣管入口158至該排氣管出口軸向地延伸通過該排氣管道150的排氣管道通路162。該排氣管出口具有優點地是可被設置在該粉塵收集組合14的該入口處。該排氣管入口158被設置成使得該排氣管道通路162是和滾筒腔室22連通的，以允許氣體及被夾帶的矽粉末從該滾筒腔室至該排氣管道通路的一流動。特別的是，在該被圖示說明的排放組合中，該排氣管入口158是被設置在該滾筒腔室22的外側，使得該滾筒腔室是經由該排氣管通路134的一部分和該排氣管道通路162連通。在圖3的該組合中，該排氣管入口158因而作為該排氣管出口129。在某些實施例中，該排氣管道150是被設置成使得該排 氣管入口端部156是被設置在該近排氣管開口130處，或該排氣管道150是延伸進入該滾筒腔室22中，使得該排氣管入口端部156是被設置在該滾筒腔室內部；但是此等實施例可能是不利的，因為該排氣管可能會干擾在該滾筒腔室內部之物質的翻滾。
該排氣管道150在一被設置在該排氣管通路134內部的位置，使得一間隙166，在本文中有時被稱為一“第一間隙”或“近間隙”，被界定介於該排氣管道150之該外壁部表面154的一部分及該排氣管122之該內壁部表面132的一部分之間。在該被圖示說明的組合中，該排氣管122之該內壁部表面132的一部分為一圓筒，其具有一圓形的橫截面，及該排氣管道150之該外壁部表面154的一部分為一圓筒，其具有一圓形的橫截面。該排氣管122的該內壁部表面132的該部分具有一比該排氣管道150的該外壁部表面154的該部分大的直徑。且該排氣管122的該內壁部表面132的該部分及該排氣管道150的該外壁部表面154的該部分是同軸的，使得介於該排氣管122及該排氣管道150之間的該間隙166的至少一部分是一完全地環繞該外壁部表面154的環狀間隙。乾淨的沖洗氣體的一供應源是和該間隙166連通，以將氣體注入該間隙中。
圖3的該組合亦包括一沖洗氣體供應管道170，該沖洗氣體供應管道170和該排氣管122的該遠端部126耦結，並從該排氣管122的該遠端部126朝外地延伸出。該沖洗氣體供應管道170具有一沖洗氣體供應管道入口172、一沖洗氣體供應管道出口174、一外壁部表面175、及一界定一沖洗氣體供應管道通路178的內壁部表面176。該沖洗氣體供應管道通路178從該沖洗氣體供應管道入口172至該沖洗氣體供應管道出口174延伸通 過該沖洗氣體供應管道170，並經由該沖洗氣體供應管道出口174和該間隙166連通，以允許從該沖洗氣體供應管道通路至該間隙的一流動氣體。
該排氣管道150的一部分在一位置被設置在該沖洗氣體供應管道通路178內部，使得一間隙180，在本文中有時被稱為一“第二間隙”或“遠間隙”，被界定介於該排氣管道150之該外壁部表面154的一部分及該沖洗氣體供應管道170之該內壁部表面176的一部分之間。在該被圖示說明的組合中，該沖洗氣體供應管道170之該內壁部表面176的一部分為一圓筒，其具有一圓形的橫截面，及該排氣管道150之該外壁部表面154的一部分為一圓筒，其具有一圓形的橫截面。該沖洗氣體供應管道170之該內壁部表面176的該部分具有一比該排氣管道150的該外壁部表面154的該部分大的直徑。且該沖洗氣體供應管道170之該內壁部表面176的該部分及該排氣管道150的該外壁部表面154的該部分是同軸的，使得介於沖洗氣體供應管道170及該排氣管道150之間的該間隙180的至少一部分是一完全地環繞該外壁部表面154的環狀間隙。一沖洗氣體的供應源是經由該沖洗氣體供應管道入口172和該間隙180連通，以將氣體注入該間隙180中。該間隙166的一環狀的部分及該間隙180的一環狀的部分該排氣管122及該沖洗氣體供應管道170的該接頭處被對齊，使得該間隙166是和該間隙180連通，以允許從該間隙180至該間隙166之氣體的一流動。有效的是，在被顯示在圖3中的該組合中，包括該間隙166及該間隙180的諸部分之一連續的環狀間隙，沿著該排氣管道150的該外表面154從該沖洗氣體供應管道入口172延伸至該排氣管道150的該入口端部156。該沖洗氣體供應管道170之該內壁部表面176在被顯示在圖3中的一環狀的位置184處被固定式地密封至該 排氣管道150的該外表面154，做為對氣體從該等間隙166、180逃逸至該裝置周圍的大氣中的一阻擋。
該被圖示說明的沖洗氣體供應管道170為固定式的，且不隨該排氣管122轉動。一密封機構因而被提供在該排氣管122及該氣體供應管道170的該接頭處。該密封件延伸介於該沖洗氣體供應管道170及該排氣管122之間，以阻止氣體逃逸於其間。特別的是，在圖3的該組合中，一剛性的密封環圈188被固緊在該排氣管122的該遠端部126，並具有延伸垂直於該軸線A3的諸表面。一彈性的V形環圈密封件190被固緊至該沖洗氣體供應管道170的該外表面175，延伸介於該外表面175及該密封環圈188之間，並作為對氣體逃逸至該裝置周圍的大氣中的一阻障。該被圖示說明的密封機構進一步是有利的，在於當相較於其他的旋轉式密封配置時，介於該密封環圈188及該彈性的V形環圈密封件190之間的摩擦係數是相當低的，因此一相當低量的扭轉作用力被需求來啟動及支持該滾筒10的轉動，且該密封件的壽命是相當長的。
和該顆粒狀的多晶矽及/或矽粉末接觸的諸表面，具有優點地會是由一是無污染的物質所做成的或所覆蓋，該無污染的物質例如是石英、碳化矽、氮化矽、矽、聚氨酯、聚四氟乙烯(PTFE，鐵氟龍Teflon®(杜邦公司))，四氟乙烯或乙烯(ETFE，Tefzel®(杜邦公司))。聚氨酯處理，如同以下被說明的，是特別有益的。可從一處理受益的諸表面包括該滾筒側壁部20、該第一端壁部30、及該第二端壁部40的諸內表面。具有優點地，該進氣管72之該內壁部表面82的至少一部分包括或被塗覆有聚氨酯，如同被顯示在圖2中的。特別的是一聚氨酯襯層85被提供為一在該內壁部表面82 的塗層。具有優點地，該排氣管122之該內壁部表面132的至少一部分包括或被塗覆有聚氨酯，如同被顯示在圖3中的。特別的是，一聚氨酯襯層135被提供為一在該內壁部表面132的塗層。具有優點地，該排氣管道150之該外壁部表面154的至少一部分及該內壁部表面155的至少一部分會包括或被塗覆有聚氨酯。特別的是，一聚氨酯襯層164被提供為一在該外壁部表面154的一小的區域上靠近該排氣管道150之界定該排氣管入口158的該近端部處的塗層。一聚氨酯襯層165被提供為一在該內壁部表面155上沿著該該排氣管道通路162的整個長度的塗層。且一聚氨酯襯層被提供為一在該排氣管道150的該入口端部156處的塗層。
如在本文中被使用的，該用詞“聚氨酯”還可以包括其中聚合物主鏈包含聚脲氨基甲酸酯(polyureaurethanes)或聚氨酯-異氰脲酸酯鍵(polyurethape-isocyanurate linkage)的材料。該聚氨酯可為一微孔式彈性的聚氨酯。
該用詞“彈性的”是指一具有彈性的聚合物，例如是近似於硫化天然橡膠。因此，彈性的聚合物可被拉伸，但在釋放開時，會縮回到大約其等初始的長度及幾何形狀。該用詞“微孔式”大致是指一具有通孔尺寸範圍從1至100μm的發泡結構。
除非是在一高功率顯微鏡下觀察，否則微孔式物質通常在隨機的外觀上，看起來是實體的，沒有明顯的網狀結構。有關彈性的聚氨酯，該用詞“微孔式”通常是由密度所界定的，例如一彈性的聚氨酯具有一容積密度大於600kg/m3。較低容積密度的聚氨酯通常會開始有一網狀形式，且一般不太適合使用為在本文中被說明之該保護的塗層。
適用於使用在該被揭示的應用之微孔式彈性的聚氨酯是具有一1150kg/m3或是較小的容積密度，及一至少65A的蕭氏硬度。在一實施例中，該彈性的聚氨酯具有一上達90A的蕭氏硬度，例如是上達85A；且是從至少70A起的。因此，該蕭氏硬度的範圍可從65A至90A，例如是70A至85A。此外，該適當的彈性的聚氨酯會具有一從至少600kg/m3起的容積密度，例如是從至少700kg/m3，且更佳地是從至少800kg/m3起的容積密度；且是上達1150kg/m3，例如是上達1100kg/m3或上達1050kg/m3。因此，該容積密度的範圍是可從600至1150kg/m3，例如是800至1150kg/m3，或800至1100kg/m3。實體的聚氨酯的該容積密度被理解為在該範圍1200至1250kg/m3。在一實施例中，該彈性的聚氨酯具有一從65A至90A的蕭氏硬度及一從800至1100kg/m3的容積密度。
彈性的聚氨酯可為一熱固性或一熱塑性聚合物；此目前被揭示的應用是較適合熱固性聚氨酯的使用，特別是基於聚酯多元醇之熱固性聚氨酯。具有該等以上的物理屬性之微孔式彈性的聚氨酯被觀察到是特別地強固的，且耐受具有磨損性的環境，並且比許多其他的材料更好暴露於顆粒性顆粒狀的矽。
在某些實施例中，一聚氨酯塗層被施加至一表面，例如是被施加至一金屬壁部的該表面。該聚氨酯塗層可藉由任何適當的機構被固緊。在一實施例中，一聚氨酯塗層在其被鑄造時，被原位鑄造及黏附至一表面。在另一實施例中，一聚氨酯塗層使用一黏合材料被固緊於一表面，該黏合材料例如是一環氧化合物，例如是西部系統105環氧樹脂(Epoxy Resin®)具有206慢硬化劑(Slow Hardener®)(密西根州灣城的西部系統公司)。在另一 實施例中，一聚氨酯塗層使用雙面膠帶被固緊於一表面，該雙面膠帶例如是3MTM VHBTM膠帶5952(明尼蘇達州聖保羅市3M公司)。在又一實施例中，一聚氨酯塗層藉由一或多個支撐構件及螺栓被固緊。
該聚氨酯塗層聚氨酯塗層通常將以至少0.1的總厚度存在，例如是從至少0.5，從至少1.0，或從至少3.0毫米；及上達一約10，例如是上達約7，或上達約6毫米的厚度。因此，該聚氨酯塗層可具有一從0.1至10mm，例如是0.5至7mm或3至6mm的厚度。
圖4顯示一範例式的V形環圈密封件配置，其可被使用來提供該密封件114及該密封件190。參考該密封機構190，圖4顯示該排氣管122及該沖洗氣體供應管道170。該剛性的密封環圈188被固緊在該排氣管122的該遠端部126。該彈性的V形環圈密封件190是被固緊於該沖洗氣體供應管道170的該外表面175，延伸介於該外表面175及該密封環圈188之間，及作為一對於其間之氣體逃逸至該裝置周圍的大氣中的阻障。該被圖示說明的V形環圈密封件190具有一本體部分194及一錐化造形的密封唇或V形環圈部分192。在施加足夠的作用力之下，該唇部分192可以鉸鏈之一活片的方式朝向該本體部分194移動。該V形環圈密封件190是一單獨、連續的條帶，在其於安裝之前未受壓力的狀態下，具有一較小於該管道170的直徑，且在安裝其時，必須近似於一橡皮圈地被拉伸。該被安裝的V形環圈密封件190阻塞式地嚙結該表面175，並藉此提供一介於該V形環圈密封件190及該管道170之間之徑向的密封件。在該被圖示說明的配置中，該V形環圈密封件190不會轉動，因為該密封件被固緊至該沖洗氣體供應管道170，而該沖洗氣體供應管道170是固定的；在其他的配置中(未 被顯示出)，一V形環圈密封件可被裝設在該排氣管122上，並隨著該排氣管122轉動。在圖4的該配置中，該V形環圈部分192是以該較高的壓力通風側在該“V”的內部表面上而被安裝，其提供一帶有較大壓差之增量的洩漏。此限制被施加介於該V形環圈部分192的頂部及該密封環圈188的該滑動側表面之間的作用力的大小，其限制摩擦作用力及熱積聚，其使該密封件能具有一較長的使用壽命。此種構造有助於限制來自該V形環圈部分192及密封環圈本體部分194的密封磨損產品的數量造成產品污染，因為此種材料將會隨著任何密封洩漏而遠離該密封件。適當的V形環圈密封件包括由該SKF公司(瑞典哥德堡SKF公司)氟橡膠化合物(SKF DuralifeTM)所製成的密封件。一背環圈210被固緊於該沖洗氣體供應管道170的該外表面175。該背環圈210防止該V形環圈密封件190沿著該外表面175滑動及從該密封環圈188移開。
圖5圖示說明一有利的配置，於其中該吹掃氣體的供應源及該沖洗氣體的供應源為一共同的氣體供應源12。該共同的氣體供應源12和該吹掃氣體入口32連通，使得來自該共同的氣體供應源之氣體的一第一部分可經由該吹掃氣體入口32流進入該滾筒腔室22中，並充當吹掃氣體。該共同的氣體供應源12亦和該間隙166連通，使得來自該共同的氣體供應源之氣體的一第二部分12可流進入該間隙中，及作為沖洗氣體。在該被圖示說明的裝置中，一氣體進給管件200從該共同的氣體供應源12延伸出，且和一T型接頭202連通。該T型接頭202和該進氣管72的該通路84連通。該T型接頭202亦和一旁通管件204的該通路連通。該旁通管件204的該通路接著是和該沖洗氣體供應管道入口172連通，並藉此和該間隙166連通。 適當的感測器、控制器、及閥門(未被顯示出)被提供來控制氣體通過該等不同的通路的流量。一流量控制小孔可被提供在該T型接頭202之下游的該吹掃氣體進氣通路中，具有優點地是介於該T型接頭202及該進氣管72之間，以窄化該吹掃氣體進氣通路，並藉此提供足夠的壓力下降來引導大部分的氣體流來沖洗該間隙166，及來供應該氣體流的平衡給該吹掃氣體入口32，並提供一軸向流動的吹掃氣體通過該滾筒腔室22，來抽取該多晶矽粉塵，並將其經由該吹掃氣體出口42移離開。
在操作中，為顆粒狀的多晶矽及矽粉末的一混合物的一多晶矽物質被引入該滾筒的該腔室中。該滾筒10被轉動。當該滾筒10轉動時，該一或多片提升葉片60將該多晶矽物質的一部分朝上攜帶。當各提升葉片60朝上轉動通過一水平的定向時，被該提升葉片60攜帶的該多晶矽物質往下掉落。該滾筒10以任何適當的速度被轉動，例如是一從1至100rpm、2至75rpm、5至50rpm、10至40rpm或20至30rpm的速度。當該混合物的部分被升高時-例如是藉由一或多片提升葉片-，該速度被選出來有效地從該等多晶矽顆粒分離出至少一些粉末，及在該滾筒轉動時掉落。相關技術領域之普通技術者會瞭解到，該被選出的速度可至少部分地依據該滾筒的尺寸及/或在該滾筒中之該混合物的質量。
吹掃氣體的一流動220經由一吹掃氣體入口被引入該滾筒腔室22中，該吹掃氣體入口例如是在該滾筒腔室的一端部處的該吹掃氣體入口32。該被引入的吹掃氣體222通過該滾筒腔室22，且是通過一氣體出口被排出，該氣體出口例如是在該滾筒的另一端部處的該吹掃氣體出口42。該吹掃氣體可為空氣或一惰性氣體(例如是氬、氮、氦)。在某些有利的 範例中，該吹掃氣體是氮。
當該滾筒轉動時，鬆散的矽粉末變成被空氣載運，並形成一在該滾筒腔室中的雲霧。通過該腔室22的該吹掃氣體流動速率維持成足夠地高，以夾帶該鬆散的矽粉末，並經由該出口42將其攜離該滾筒腔室；然而，該吹掃氣體流動速率是不足以夾帶多晶矽顆粒的。在足夠低的吹掃氣體流動速率及/或翻滾速度下，顆粒狀的多晶矽不會被該流動氣體夾帶，並會留在該滾筒腔室22中。然而，在移除粉塵及修整該多晶矽顆粒上，較低的氣體流動速率及/或轉動速度可能效果較差。因此，吹掃氣體流動速率及/或轉動速度可被增加來提高功效。有利的是，當該吹掃氣體是空氣時，一足夠的氣體流動速率被維持來保持在該滾筒腔室中之該被空氣載運的粉塵濃度小於該最小的爆炸濃度(MEC)。當該吹掃氣體是惰性氣體(例如是氮、氬、氦)時，一較低的吹掃速率可被使用。適當的吹掃氣體軸向流動速度範圍，在該滾筒腔室中，可從15cm/sec至40cm/sec(0.5ft/sec至1.3ft/sec)，及在一被連接至該出口的排氣管中，可從200cm/sec至732cm/sec(6.6ft/sec至24.0ft/sec)。
在該滾筒中的大氣可被加濕(例如是藉由流動被加濕的吹掃氣體通過該滾筒)。不受理論束縛，其被認為保持一在該滾筒腔室中的相對濕度會導致一在該滾筒腔室中的該等多晶矽顆粒及矽粉末的諸表面上之水膜的形成。一足夠厚度之水膜的形成被認為會弱化該凡德瓦作用力(倫敦作用力)，以允許從該顆粒狀的多晶矽分離出粉塵顆粒，並促進粉塵顆粒的夾帶及它們從該滾筒腔室進入該吹掃氣體中的移除。
因此，在某些實施例中，從該氣體入口至該氣體出口流動通 過該滾筒腔室的該吹掃氣體，在其通過該氣體入口引入該滾筒腔室之前被加濕。在某些範例中，該吹掃氣體是藉由注入水(例如是被純化過的，例如是去離子水)在該吹掃氣體流中被加濕，例如是藉由手動式地加水至一介於該吹掃氣體供應源及該氣體入口之間的過濾器中，或是該過濾器的一配件中。當該吹掃氣體流動通過該過濾器時，水蒸汽是藉由該吹掃氣體被拾起。在其他的範例中，該吹掃氣體是藉由一被設置介於該吹掃氣體供應源及該氣體入口之間的加溼器被加濕。在一特定的、非限制性的範例中，該吹掃氣體使用一造雨人(RainMaker®)加濕系統(加州聖地牙哥RASIRC)被加濕。
除了該滾筒組合，用於分離顆粒狀的多晶矽及矽粉末之該裝置的諸構件是固定的。諸密封件被設置在該滾筒組合和固定式的氣體進氣裝置及固定式的氣體排出裝置的該等介面處。該等密封件允許吹掃氣體在該滾筒轉動時移動通過該氣體入口及該氣體出口，同時阻止吹掃氣體逃逸至該旋轉滾筒周圍的大氣中。參考被顯示在諸圖式2至3中的該裝置，在先前被說明的該特定的配置中，該滾筒10有利的是具有隨著該滾筒繞著該轉動軸線A1轉動的一進氣管72及一排氣管122。吹掃氣體經由軸向地延伸通過該進氣管72的該等通路84被傳送至該滾筒腔室22，並經由軸向地延伸通過該排氣管122的該通路134從該滾筒腔室22被傳送離開。
被設置在該排氣管122的該遠端部126處的該密封件190，是受到一流動之乾淨的沖洗氣體的保護，該流動之乾淨的沖洗氣體被傳送至該密封件的附近，以阻止矽物質接近該密封件。特別的是，每當吹掃氣體及被夾帶的矽粉末流動通過該吹掃氣體出口42進入該排氣管通路134時，一流動的沖洗氣體被供應至介於該外壁部表面154及該內壁部表面132 之間的該間隙166。該流動的沖洗氣體在一壓力下被提供在該間隙166中，該壓力是高於在該排氣管道通路162中的該氣體壓力。該流動的沖洗氣體因此移動通過該間隙166朝向該滾筒腔室22，以提供對固體通過一環狀的開口216進入該間隙的阻障，該環狀的開口216是被界定介於該排氣管122及該排氣管道150之間在該排氣管道的該入口端部156處。在沖洗氣體通過該環狀的開口216從該間隙166被排出之後，該沖洗氣體與該吹掃氣體合併，且是通過該排氣管道通路162被該吹掃氣體攜帶出。通過該環狀的開口216之沖洗氣體的流動速率被調節，以便能足以抑制矽粉末進入該間隙166，並藉此足以保護該密封件190免受矽粉末的磨損影響。有利的是，氣體會被造成以一從820cm/sec至1040cm/sec(從27ft/sec至34ft/sec)的速率軸向地流動通過該環狀的開口。以此種配置，該排放密封件是無污染的，因為矽粉末被防止接觸到任何可被設置在該排氣管122及該排氣管道150之間的金屬表面、包裝或潤滑劑。且如同先前被提及過的，介於該排氣管122及該排氣管道150之間的該間隙166及該介面，有利的是將沒有任何包裝或潤滑。
以被顯示在圖5中的該系統，來自該共同的氣體供應源12之氣體的一流動224可被引導來經由該吹掃氣體入口32流動進入該滾筒腔室22中。同時地，來自該共同的氣體供應源12之氣體的一流動226可被引導來流動進入介於該轉動排氣管122及該排氣管道150之間的該間隙166。氣體通過該間隙166的該軸向的速度是被維持在一足夠高的速率，以迫使任何進入該間隙的多晶矽物質回進入一位置，該多晶矽物質從該位置重新進入該滾筒腔室22，或進入該排氣管道通路162。更特別的是，在被顯示在 圖5的該系統中，氣體從該共同的氣體供應源12被供應至一進給管件200的通路。通過該進給管件200之氣體的該流動224是在該T型接頭202分流。該氣體的一第一部分220經由該進氣管72的該通路流至該氣體入口32。該氣體的一第二部分226經由該旁通管件204及該沖洗氣體供應管道入口172流至該間隙166。該流動226的速度被調節，使得沖洗氣體逆流式地移動通過該間隙166，並從該間隙流進入該排氣管通路134。沖洗氣體的該流動226阻擋矽粉末進入該間隙166及和該密封件190接觸，藉此大大地減少該裝置在該密封件的該位置處的磨損，並避免快速的設備故障。當使用該被圖示說明的系統時，該氣體的該第一部分220的容積是大於該氣體的該第二部分226的容積。該氣體流的該等第一及第二部分220、226的該等容積及速度被調節，因為可能需要在該滾筒22中完成粉塵分離及該間隙166的沖洗。
該被夾帶的矽粉末可藉由任何適當的機構被收集，例如是藉由將該排出的氣體及被夾帶的粉末流動通過一過濾器。例如是使用被顯示在圖3中的該裝置，氣體及被夾帶的粉末可被通過該排氣管道通路162至該粉塵收集組合14。
在該除塵製程期間，氣體流動速率、氣體壓力、濕度、及滾筒轉動可藉由適當的感測器、控制器、泵及閥門(未被顯示出)被監測及被調節。
在一段時間之後，轉動及吹掃氣體流動被停止，且該滾筒腔室22經由通口50被清空。相較於被引入該滾筒腔室的物質，從該滾筒腔室22被移除的該多晶矽物質包括一減小重量百分比的矽粉末。該初始的多晶矽物質可能會包括從重量百分比0.25%至3%的粉末。在某些實施例中，該 被翻滾過的多晶矽物質包括重量百分比小於0.1%的粉末，例如是重量百分比小於0.05%的粉末、小於0.02%的粉末、小於0.015%的粉末、小於0.01%的粉末、小於0.005%的粉末、或甚至是小於0.001%的粉末。在一範例操作中，其中，水蒸汽被提供在該滾筒的該腔室22中，該被移除之被翻滾過的多晶矽物質具有重量百分比小於0.002%的粉末。在某些實施例中，該顆粒狀的多晶矽及/或該被分離出的粉末在從該滾筒移除之後被乾燥。
藉由先前被說明過的該程序的除塵可生產一顆粒狀的多晶矽產品，該產品具有小於5ppba被增加的污染物。特別的是，在該裝置中處理期間所獲得之碳、硼及磷的合併量可小於5ppba。
在一實施例中，該翻滾製程是一批量製程，其中，一定量的多晶矽物質經由一通口被引入該滾筒腔室中。在如同先前被說明過的處理之後，該被翻滾過的多晶矽物質從該滾筒腔室被移除(例如是通過該通口)，且另一定量的多晶矽物質是被引入該滾筒腔室。
雖然先前的討論最特別地是指矽顆粒的除塵，但應了解到，在本文中被說明的該等裝置與方法是可被使用於其他顆粒狀的物質的除塵。在本文中被說明的該等裝置與方法是特別有用於和硬的物質一起使用，該硬的物質像是矽，其對由一例如是鋼之較軟的物質所做成的處理及處置設備是具有磨損性的。
鑑於本案揭示的該等原理可被施行之該等許多可能的實施例，應認識到，該等被圖示說明的實施例僅為範例，且不應被用於限制本案發明的範圍。而本案發明的範圍是藉由該等隨附的申請專利範圍被界定出的。
10:滾筒
11:動力供應源
12:吹掃氣體的供應源
14:粉塵收集組合
20:側壁部
21:腔室的內表面
22:滾筒腔室
30:第一端壁部/滾筒壁部
32:吹掃氣體入口/氣體入口
40:第二端壁部
42:吹掃氣體出口
44:排氣管組合
50:通口
55:進給料斗
60:提升葉片
70:進氣組合
A1:轉動軸線

Claims (31)

  1. 一種用於從粗糙顆粒性物質與細微顆粒性物質之混合物分離細微顆粒性物質之裝置，該裝置包括：一滾筒，其被支撐以繞著一轉動軸線轉動，其具有一界定一滾筒腔室的滾筒壁部，其適合用於藉由將一吹掃氣體通過該滾筒腔室，而將一細微顆粒性物質從一被包含在該滾筒腔室中的粗糙顆粒性物質分離出，且其具有一用於排出該吹掃氣體之同軸的出口，其中該細微顆粒性物質及該粗糙顆粒性物質兩者皆為多晶矽物質；該滾筒具有一第一端壁部、一第二端壁部、一延伸介於該端壁部之間及和該端壁部一起界定出該滾筒腔室的側壁部，該側壁部被配置成藉由該滾筒的轉動，在該滾筒腔室中產生一主要的橫向的粒子流動及一次要的橫向的粒子流動；該側壁部、該第一端壁部、該第二端壁部，或是其一組合界定出一氣體入口及一出口，以該氣體入口及該出口處於間隔開的位置；該滾筒具有一延伸通過該側壁部的通口，該通口被配置成提供至該滾筒腔室的通路，用於將該多晶矽物質引入該滾筒腔室，及用於從該滾筒腔室移除被翻滾過的多晶矽物質；一密封件，其被設置在該同軸的出口處，其中，該密封件包括處於一間隔開之關係的一排氣管及一排氣管道，使得一間隙被界定介於該排氣管道及該排氣管之間；一沖洗氣體的一供應源，其和該間隙連通；一流體式地被連接至該氣體入口之吹掃氣體的供應源； 一流體式地被連接至該出口的粉塵收集組合；及一可操作來繞著該轉動軸線轉動該滾筒的動力供應源。
  2. 根據申請專利範圍第1項之裝置，其中：該排氣管被附加至該第二端壁部及從該第二端壁部延伸出；該排氣管具有一近端部、一遠端部、一外壁部表面及一內壁部表面，其界定有一近排氣管開口、一遠排氣管開口、及一從該近排氣管開口至該遠排氣管開口軸向地延伸通過該排氣管的排氣管通路；該排氣管通路是經由該近排氣管開口和該滾筒腔室連通；該排氣管道的至少一部分延伸進入該排氣管通路；該排氣管道包括一壁部，該壁部具有一外壁部表面及一內壁部表面，其界定有一排氣管道入口、一排氣管道出口、及一從該排氣管道入口至該排氣管道出口軸向地延伸通過該排氣管道的排氣管道通路；該排氣管道入口被設置成使得該排氣管道通路是和滾筒腔室連通的；該排氣管道被設置成使得介於該排氣管道和該排氣管之間的該間隙被界定介於該排氣管道的該外壁部表面的一部分及該排氣管的該內壁部表面的一部分之間；及該裝置進一步包括一沖洗氣體的供應源，該沖洗氣體的供應源和介於該排氣管道及該排氣管之間的該間隙連通的。
  3. 根據申請專利範圍第1項之裝置，其中，該密封件沒有任何包裝或潤滑。
  4. 一種用於從一顆粒狀的多晶矽及矽粉末的混合物分離矽粉末之裝置，該裝置包括： 一滾筒，其包括一界定一滾筒腔室的滾筒壁部、一適用於將顆粒狀的多晶矽裝載進入該滾筒腔室的多晶矽入口、一被設置成允許吹掃氣體進入該滾筒腔室的吹掃氣體入口、及一被設置成從該滾筒腔室排出吹掃氣體的吹掃氣體出口；一支架，其支撐該滾筒以繞著一轉動軸線轉動；一排氣管，其被附加至該滾筒壁部及從該滾筒壁部延伸出，該排氣管具有一近端部、一遠端部、一外壁部表面及一內壁部表面，其界定有一近排氣管開口、一遠排氣管開口、及一從該近排氣管開口至該遠排氣管開口軸向地延伸通過該排氣管的排氣管通路，該排氣管通路經由該近排氣管開口和該滾筒腔室連通；一排氣管道，其至少一部分延伸進入該排氣管通路，該排氣管道包括一壁部，該壁部具有一外壁部表面及一內壁部表面，其界定有一排氣管道入口、一排氣管道出口、及一從該排氣管道入口至該排氣管道出口軸向地延伸通過該排氣管道的排氣管道通路，該排氣管道入口被設置成使得該排氣管道通路是和該滾筒腔室連通的，該排氣管道被設置成使得一間隙被界定介於該排氣管道的該外壁部表面的一部分及該排氣管的該內壁部表面的一部分之間；一吹掃氣體的供應源，其和該吹掃氣體入口連通；一沖洗氣體的供應源，其和介於該排氣管道及該排氣管之間的該間隙連通；及一動力供應源，其可操作來繞著該轉動軸線轉動該滾筒。
  5. 根據申請專利範圍第4項之裝置，其中，該排氣管道入口是被設置在 該滾筒腔室的外側，使得該滾筒腔室是經由該排氣管通路和該排氣管道通路連通的。
  6. 根據申請專利範圍第4項之裝置，其進一步包括：一沖洗氣體供應管道，其從該遠排氣管開口朝外地延伸出，該沖洗氣體供應管道具有一沖洗氣體供應管道入口、一沖洗氣體供應管道出口、及一界定一沖洗氣體供應管道通路的內壁部表面，該沖洗氣體供應管道通路從該沖洗氣體供應管道入口至該沖洗氣體供應管道出口延伸通過該沖洗氣體供應管道，該沖洗氣體供應管道通路是經由該沖洗氣體供應管道出口和介於該排氣管及該排氣管道之間的該間隙連通。
  7. 根據申請專利範圍第6項之裝置，其進一步包括一延伸介於該沖洗氣體供應管道及該排氣管之間的密封件，該密封件被設置做為一對氣體從該排氣管通路至該裝置周圍的大氣中之逃逸的阻障。
  8. 根據申請專利範圍第6項之裝置，其中：該排氣管道的一部分被設置在該沖洗氣體供應管道通路內部；該排氣管道的該外壁部表面的一部分及該沖洗氣體供應管道的該內壁部表面的一部分界定一介於其之間的間隙；被設置介於該排氣管道的該外壁部表面及該排氣管的該內壁部表面之間的該間隙，是和被設置介於該排氣管道的該外壁部表面及該沖洗氣體供應管道的該內壁部表面之間的該間隙對齊及連通；該沖洗氣體供應管道的該內壁部表面被密封於該排氣管道的該外表面，做為一對氣體從該間隙至該裝置周圍的大氣中之逃逸的阻障；及該裝置進一步包括一密封件，該密封件延伸介於該沖洗氣體供應管道 及該排氣管之間，該密封件被設置成一對氣體從該間隙至該裝置周圍的大氣中之逃逸的阻障。
  9. 根據申請專利範圍第8項之裝置，其中：該沖洗氣體供應管道的該內壁部表面的一部分為一圓筒，其具有一圓形的橫截面，及該排氣管道的該外壁部表面的一部分為一圓筒，其具有一圓形的橫截面；該沖洗氣體供應管道的該內壁部表面的該部分具有一比該排氣管道的該外壁部表面的該部分大的直徑；及該沖洗氣體供應管道的該內壁部表面的該部分及該排氣管道的該外壁部表面的該部分是同軸的，使得介於該沖洗氣體供應管道及該排氣管道之間的該間隙的至少一部分為一環狀間隙。
  10. 根據申請專利範圍第4項之裝置，其中：該排氣管的該內壁部表面的一部分為一圓筒，其具有一圓形的橫截面，及該排氣管道的該外壁部表面的一部分為一圓筒，其具有一圓形的橫截面；該排氣管的該內壁部表面的該部分具有一比該排氣管道的該外壁部表面的該部分大的直徑；及該排氣管的該內壁部表面的該部分及該排氣管道的該外壁部表面的該部分是同軸的，使得介於該排氣管及該排氣管道之間的該間隙的至少一部分為一環狀間隙。
  11. 根據申請專利範圍第4項之裝置，其中，該排氣管道入口是被設置在該滾筒腔室的外側。
  12. 根據申請專利範圍第4項之裝置，其中，該轉動軸線延伸通過該吹掃氣體入口及該吹掃氣體出口兩者。
  13. 根據申請專利範圍第4項之裝置，其進一步包括一被附加至該滾筒壁部並從該滾筒壁部朝外延伸出的進氣管，該進氣管具有一近端部、一遠端部、一被設置在該近端部的進氣管出口、一被設置在該遠端部的進氣管入口、及一界定出一進氣管通路的內壁部表面，該進氣管通路從該進氣管入口至該進氣管出口軸向地延伸通過該進氣管，該進氣管通路經由該進氣管出口及該吹掃氣體入口和該滾筒腔室連通。
  14. 根據申請專利範圍第13項之裝置，其中：該進氣管外壁部表面的至少一部分被成形，使得該進氣管可作為一耳軸；該排氣管從該滾筒壁部朝外延伸出；該排氣管外壁部表面的至少一部分的形狀被做成，使得該排氣管可作為一耳軸；及該支架包括架座，該架座支撐該進氣管及該排氣管的部分，用於該進氣管及該排氣管繞著該轉動軸線的轉動。
  15. 根據申請專利範圍第14項之裝置，其中：該進氣管外壁部表面的該至少一部分為一圓筒，其具有一圓形的橫截面，該圓形的橫截面附有一在該圓筒的中心的轉動軸線；該排氣管外壁部的該至少一部分為圓筒，其具有一圓形的橫截面，該圓形的橫截面附有一在該圓筒的中心的轉動軸線；該圓筒形的外壁部表面的該轉動軸線被對齊； 該架座支撐該圓筒形的外壁部表面，用於該進氣管及該排氣管繞著該轉動軸線的轉動。
  16. 根據申請專利範圍第14項之裝置，其中：該近排氣管開口被設置在該排氣管的該近端部處；及該遠排氣管開口被設置在該排氣管的該遠端部處。
  17. 根據申請專利範圍第4項之裝置，其中，該排氣管的該內壁部表面的至少一部分為聚氨酯。
  18. 根據申請專利範圍第4項之裝置，其中，該排氣管道的該內表面的至少一部分為聚氨酯。
  19. 根據申請專利範圍第4項之裝置，其中：該吹掃氣體的供應源及該沖洗氣體的供應源為一共同的氣體供應源；該共同的氣體供應源是和該吹掃氣體入口連通，使得來自該共同的氣體供應源之氣體中的一第一部分，可經由該吹掃氣體入口通過進入該滾筒腔室，並充當吹掃氣體；及該共同的氣體供應源是和該間隙連通，使得來自該共同的氣體供應源之氣體中的一第二部分，可通過進入該間隙，並充當沖洗氣體。
  20. 根據申請專利範圍第4項之裝置，其中：該滾筒壁部包括一第一端壁部、一第二端壁部、及一延伸介於該端壁部之間及和該端壁部一起界定出該滾筒腔室的側壁部；該吹掃氣體入口延伸通過該第一端壁部，及該吹掃氣體出口延伸通過該第二端壁部；該裝置進一步包括一粉塵收集組合； 該排氣管道被設置介於該粉塵收集組合及該吹掃氣體出口之間，該排氣管道和該粉塵收集組合及該吹掃氣體出口流體式相連通；該多晶矽入口為一通口，其延伸通過該側壁部，該通口被配置成提供至該滾筒腔室的通路，用於將該多晶矽物質引入該滾筒腔室，及用於從該滾筒腔室移除被翻滾過的多晶矽物質；及該側壁部的至少一部分、該第一端壁部、該第二端壁部、或其一組合具有一內表面，該內表面包括石英、碳化矽、氮化矽、矽、或聚氨酯。
  21. 根據申請專利範圍第4項之裝置，其中，該多晶矽入口為該吹掃氣體入口，以該吹掃氣體的供應源和該多晶矽入口連通。
  22. 根據申請專利範圍第4項之裝置，其中：該排氣管從該滾筒壁部朝外延伸出；該近排氣管開口被設置在該排氣管的該近端部處；及該遠排氣管開口被設置在該排氣管的該遠端部處；該排氣管道入口被設置在該滾筒腔室的外側，使得該滾筒腔室經由該排氣管通路和該排氣管道通路連通；該裝置進一步包括一從該排氣管的該遠端部朝外地延伸出的沖洗氣體供應管道，該沖洗氣體供應管道具有一沖洗氣體供應管道入口、一沖洗氣體供應管道出口、及一界定一沖洗氣體供應管道通路的內壁部表面，該沖洗氣體供應管道通路從該沖洗氣體供應管道入口至該沖洗氣體供應管道出口延伸通過該沖洗氣體供應管道，該沖洗氣體供應管道通路經由該沖洗氣體供應管道出口和該間隙連通；該排氣管道的一部分被設置在該沖洗氣體供應管道通路內部； 該排氣管道的該外壁部表面的一部分及該沖洗氣體供應管道的該內壁部表面的一部分界定出一介於其之間的間隙；被設置介於該排氣管道的該外壁部表面及該排氣管的該內壁部表面之間的該間隙，是和被設置介於該排氣管道的該外壁部表面及該沖洗氣體供應管道的該內壁部表面之間的該間隙對齊及連通；該沖洗氣體供應管道的該內壁部表面被密封於該排氣管道的該外表面，做為一對氣體從該間隙至該裝置周圍的大氣中之逃逸的阻障；該裝置進一步包括一密封件，該密封件延伸介於該沖洗氣體供應管道及該排氣管之間，該密封件被設置成一對氣體從該間隙至該裝置周圍的大氣中之逃逸的阻障；該沖洗氣體供應管道的該內壁部表面的一部分為一圓筒，其具有一圓形的橫截面，及該排氣管的該外壁部表面的一部分為一圓筒，其具有一圓形的橫截面；該沖洗氣體供應管道的該內壁部表面的該部分具有一比該排氣管的該外壁部表面的該部分大的直徑；該沖洗氣體供應管道的該內壁部表面的該部分及該排氣管道的該外壁部表面的該部分是同軸的，使得介於該沖洗氣體供應管道及該排氣管道之間的該間隙的至少一部分為一環狀間隙；該排氣管的該內壁部表面的一部分為一圓筒，其具有一圓形的橫截面，及該排氣管的該外壁部表面的一部分為一圓筒，其具有一圓形的橫截面；該排氣管的該內壁部表面的該部分及該排氣管道的該外壁部表面的該 部分是同軸的，使得介於該排氣管及該排氣管道之間的該間隙的至少一部分為一環狀間隙；該排氣管的該內壁部表面的該部分具有一比該排氣管的該外壁部表面的該部分大的直徑；該轉動軸線延伸通過該吹掃氣體入口及該吹掃氣體出口兩者；該裝置進一步包括一進氣管，其被附加至該滾筒壁部，並從該滾筒壁部朝外延伸出，該進氣管具有一近端部、一遠端部、一被設置在該近端部的進氣管出口、一被設置在該遠端部的進氣管入口、及一內壁部表面，該內壁部表面界定一從該進氣管入口至該進氣管出口軸向地延伸通過該進氣管的進氣管通路，該進氣管通路經由該進氣管出口及該吹掃氣體入口和該滾筒腔室連通；該進氣管外壁部表面的至少一部分為一圓筒，其具有一圓形的橫截面，附有一在該圓筒的中心的軸線，使得該進氣管可作為一耳軸；該排氣管外壁部表面的至少一部分為一圓筒，其具有一圓形的橫截面，附有一在該圓筒的中心的軸線，使得該排氣管可作為一耳軸；該圓筒形的外壁部表面的該軸線被對齊，並和該轉動軸線重合；該支架包括架座，該架座支撐該外壁部表面，用於該進氣管及該排氣管繞著該轉動軸線的轉動；該排氣管的該內壁部表面的至少一部分為聚氨酯；該排氣管道的該內表面的至少一部分為聚氨酯；該吹掃氣體的供應源及該沖洗氣體的供應源為一共同的氣體供應源；該共同的氣體供應源是和該吹掃氣體入口連通，使得來自該共同的氣 體供應源之氣體中的一第一部分，可經由該吹掃氣體入口通過進入該滾筒腔室，並充當吹掃氣體；該共同的氣體供應源和介於該排氣管及該排氣管道之間的該間隙連通，使得來自該共同的氣體供應源之氣體中的一第二部分，可通過進入該間隙，並充當沖洗氣體；該滾筒壁部包括一第一端壁部、一第二端壁部、及一側壁部，該側壁部延伸介於該端壁部之間，並和該端壁部一起界定出該滾筒腔室；該吹掃氣體入口延伸通過該第一端壁部，及該吹掃氣體出口延伸通過該第二端壁部；該裝置進一步包括一粉塵收集組合；該排氣管道被設置介於該粉塵收集組合及該吹掃氣體出口之間，該排氣管道和該粉塵收集組合及該吹掃氣體出口流體式相連通；該多晶矽入口為一延伸通過該側壁部的通口，該通口被配置成提供至該滾筒腔室的通路，用於將該多晶矽物質引入該滾筒腔室，及用於從該滾筒腔室移除被翻滾過的多晶矽物質；及該側壁部的至少一部分、該第一端壁部、該第二端壁部，或其一組合具有一內表面，該內表面包括石英、碳化矽、氮化矽、矽、或聚氨酯。
  23. 一種用於分離顆粒狀的多晶矽及矽粉末之裝置，該裝置包括：一滾筒，其包括一界定一滾筒腔室的滾筒壁部、一適用於將顆粒狀的多晶矽裝載進入該滾筒腔室的多晶矽入口、一被設置成允許吹掃氣體進入該滾筒腔室的吹掃氣體入口、及一被設置成從該滾筒腔室排出吹掃氣體的吹掃氣體出口； 一支架，其支撐該滾筒以繞著一轉動軸線轉動；一排氣管，其被附加至該滾筒壁部，並從該滾筒壁部朝外延伸出，該排氣管具有一近端部、一遠端部、及一內壁部表面，其界定有一被設置在該近端部的近排氣管開口、一被設置在該遠端部的遠排氣管開口，及一從該近排氣管開口至該遠排氣管開口軸向地延伸通過該排氣管的排氣管通路，該排氣管通路經由該吹掃氣體出口及該近排氣管開口和該滾筒腔室連通；一排氣管道，其至少一部分延伸進入該排氣管通路，該排氣管道包括一壁部，該壁部具有一近端部、一遠端部、一外壁部表面及一內壁部表面，其界定有一在該近端部的排氣管道入口、一排氣管道出口、及一從該排氣管道入口至該排氣管道出口軸向地延伸通過該排氣管道的排氣管道通路，該排氣管道入口被設置成使得該排氣管道通路和該滾筒腔室連通，該排氣管道被設置成使得一間隙被界定介於該排氣管道的該外壁部表面的一部分及該排氣管的該內壁部表面的一部分之間；一共同的氣體供應源，該共同的氣體供應源和該吹掃氣體入口連通，使得來自該共同的氣體供應源之氣體中的一第一部分，可經由該吹掃氣體入口通過進入該滾筒腔室，並充當吹掃氣體，及該共同的氣體供應源和該間隙連通，使得來自該共同的氣體供應源之氣體中的一第二部分，可通過進入該間隙，並充當沖洗氣體；及一動力供應源可操作來繞著該轉動軸線轉動該滾筒。
  24. 一種用於從顆粒狀的多晶矽及矽粉末的一混合物分離矽粉末之方法，其包括： 將一多晶矽物質引進入一根據申請專利範圍第1項的裝置的該滾筒腔室中，該多晶矽物質為顆粒狀的多晶矽及矽粉末的一混合物；以一轉動速度繞著該轉動軸線轉動該滾筒一段時間；在該滾筒轉動時，將來自該吹掃氣體供應源的吹掃氣體從該吹掃氣體入口通過該滾筒腔室流動至該吹掃氣體出口，藉此將被分離出的矽粉末夾帶在該吹掃氣體中；將吹掃氣體及被夾帶的矽粉末通過該吹掃氣體出口，藉此該矽粉末的至少一部分從該顆粒狀的多晶矽被分離出，及從該滾筒腔室被移除；及從該滾筒腔室移除被翻滾過的多晶矽物質，相較於該被引入的多晶矽物質，該被翻滾過的多晶矽物質具有一較低的重量百分比的矽粉末。
  25. 根據申請專利範圍第24項之方法，其中，該被移除之被翻滾過的多晶矽物質是小於0.005重量百分比的矽粉末。
  26. 根據申請專利範圍第24項之方法，其進一步包括在該滾筒外部的一位置處收集該被夾帶之被分離出的矽粉末。
  27. 根據申請專利範圍第24項之方法，其進一步包括：在將該多晶矽物質引入該滾筒之前將該多晶矽物質退火；或在將該被翻滾過的多晶矽物質從該滾筒移除之後將該被翻滾過的多晶矽物質退火。
  28. 根據申請專利範圍第24項之方法，其中，該轉動速度是該滾筒的該關鍵速度的55至90%，該關鍵速度為在該滾筒內的離心力等於或超過重力時的轉動速度。
  29. 根據申請專利範圍第24項之方法，其中，該段時間是至少一小時。
  30. 根據申請專利範圍第24項之方法，其中，繞著該轉動軸線轉動該滾筒包括：以一第一轉動速度繞著該轉動軸線轉動該滾筒一第一段時間；及接著以一第二轉動速度繞著該轉動軸線轉動該滾筒一第二段時間，其中，該第二轉動速度是大於該第一轉動速度。
  31. 根據申請專利範圍第30項之方法，其中，該第一轉動速度為該滾筒的該關鍵速度的55至75%，該關鍵速度為在該滾筒內的離心力等於或超過重力時的轉動速度，及該第二轉動速度為該關鍵速度的65至90%。
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