利用硅渣生產(chǎn)高純硅的重熔裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種利用硅渣生產(chǎn)高純硅的重熔裝置，所述重熔裝置為桶狀，其外壁由外至里依次包括：殼體、中頻感應(yīng)線圈、耐火磚和硅質(zhì)涂層；所述重熔裝置的下部設(shè)置有相連的導(dǎo)氣管和透氣磚；所述透氣磚的周?chē)O(shè)置有耐火材料；所述重熔裝置一側(cè)的下部設(shè)置有保溫通道。本實(shí)用新型裝置能耗低，成本低廉，而且廢棄物再生利用，提高其產(chǎn)品附加值，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】利用硅渣生產(chǎn)高純硅的重熔裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高純硅制備領(lǐng)域，特別涉及一種利用硅渣生產(chǎn)高純硅的重熔裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，高純硅的制備一般首先由硅石(SiO2)制得工業(yè)硅(粗硅)，再制成高純的多晶娃，最后拉制成半導(dǎo)體材料娃單晶。
[0003]工業(yè)上是用硅石(SiO2)和焦炭以一定比例混合，在電爐中加熱至1600?1800°C而制得純度為95%?99%的粗硅，粗硅中一般含有鐵、鋁、碳、硼、磷、銅等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)多以硅化構(gòu)成硅酸鹽的形式存在，為了進(jìn)一步提高工業(yè)粗硅的純度，可采用酸浸洗法，使雜質(zhì)大部分溶解(有少數(shù)的碳化硅不溶)。其生產(chǎn)工藝過(guò)程是:將粗硅粉碎后，依次用鹽酸、王水、(HF+H2S04)混合酸處理，最后用蒸餾水洗至中性，烘干后可得含量為99.9%的工業(yè)粗硅。
[0004]高純多晶硅的制備方法很多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)有十幾種，但所有的方法都是從工業(yè)硅開(kāi)始，首先制取既易提純又易分解(即還原)的含硅的中間化合物如SiCl4、SiHCl3、SiH4等，再使這些中間化合物提純、分解或還原成高純度的多晶硅。
[0005]目前我國(guó)制備高純硅多晶硅主要采用三氯氫硅氫還原法、硅烷熱解法和四氯化硅氫還原法。
[0006]以上高純硅的生產(chǎn)裝置設(shè)備龐大，流程較長(zhǎng)，存在化學(xué)污染等問(wèn)題，仍有大量廢棄物。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題就是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種利用硅渣生產(chǎn)高純硅的重熔裝置，可以利用工業(yè)硅爐生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的硅渣等廢棄物生產(chǎn)高純硅。
[0008]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種利用硅渣生產(chǎn)高純硅的重熔裝置，所述重熔裝置為桶狀，其外壁由外至里依次包括:殼體、中頻感應(yīng)線圈、耐火磚和硅質(zhì)涂層；所述重熔裝置的下部設(shè)置有相連的導(dǎo)氣管和透氣磚；所述透氣磚的周?chē)O(shè)置有耐火材料；所述重熔裝置一側(cè)的下部設(shè)置有保溫通道。
[0009]優(yōu)選地，所述重熔裝置還包括回轉(zhuǎn)連桿、回轉(zhuǎn)支撐和堵塞，所述回轉(zhuǎn)支撐設(shè)置在殼體上，所述回轉(zhuǎn)連桿位于回轉(zhuǎn)支撐上，并與堵塞相連，所述堵塞位于保溫通道；通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)連桿調(diào)整所述堵塞的位置，打開(kāi)或關(guān)閉所述保溫通道。
[0010]優(yōu)選地，所述堵塞為錐形。
[0011]本實(shí)用新型裝置每天可冶煉24小時(shí)。與最常用的化學(xué)法和西門(mén)子法相比，可大幅度降低西門(mén)子法帶來(lái)的高耗能和化學(xué)法帶來(lái)的高污染，其能耗僅是改良西門(mén)子法的1/5?1/3，成本低廉。而且廢棄物再生利用，提高其產(chǎn)品附加值，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效
Mo【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的重熔裝置主視圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型的重熔裝置俯視圖；
[0014]圖3是圖1的局部放大圖；
[0015]其中，1-殼體,2-中頻線圈,3-耐火磚,4-娃質(zhì)涂層,5-導(dǎo)氣管,6-耐火材料,7-透氣磚，8-保溫通道，9-回轉(zhuǎn)連桿，10-回轉(zhuǎn)支撐，11-堵塞。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下文中將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
[0017]如圖1?圖3所示，本實(shí)用新型的重熔裝置，由殼體1、中頻感應(yīng)線圈2、耐火磚3、硅質(zhì)涂層4、導(dǎo)氣管5、耐火材料6、透氣磚7、保溫通道8、回轉(zhuǎn)連桿9、回轉(zhuǎn)支撐10、堵塞11等零部件組成。
[0018]如圖1和圖2所示,重熔裝置為桶狀,其外壁由外至里依次包括:殼體1、中頻感應(yīng)線圈2、耐火磚3和硅質(zhì)涂層4 ;所述重熔裝置的下部設(shè)置有相連的導(dǎo)氣管5和透氣磚7 ;所述透氣磚7的周?chē)O(shè)置有耐火材料6 ;重熔裝置一側(cè)的下部設(shè)置有保溫通道8。
[0019]如圖3所示，回轉(zhuǎn)支撐10設(shè)置在殼體I上，回轉(zhuǎn)連桿9位于回轉(zhuǎn)支撐10上，并與堵塞11相連，所述堵塞11位于保溫通道8 ;通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)連桿9調(diào)整所述堵塞11的位置，打開(kāi)或關(guān)閉所述保溫通道8。該堵塞11為錐形。
[0020]本實(shí)用新型裝置重熔過(guò)程為:將工業(yè)硅廢料渣、下腳料等廢棄物，破碎后，置入高徑比為1:1的單爐處理量0.5?1.2噸的重熔裝置中；冶煉通電頻率1000?1400Hz中頻，冶煉功率1000?3000KW進(jìn)行重熔，期間，配制特種渣系，配電冶煉，經(jīng)導(dǎo)氣管5、透氣磚7通入氧氣或氬氣精煉，檢驗(yàn)合格后，通過(guò)安裝在回轉(zhuǎn)支撐10上的回轉(zhuǎn)連桿9打開(kāi)錐形堵塞11，經(jīng)保溫通道8進(jìn)行澆鑄，采用加蓋保溫冷凝方式，緩慢冷卻，順序結(jié)晶，先結(jié)晶雜質(zhì)高的，然后進(jìn)行分揀，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行再重熔，以得到柱狀、立方晶體狀的99.99%以上的聞純娃。
[0021]綜上所述，通過(guò)將工業(yè)硅廢料渣、下腳料等廢棄物，破碎后，置入具有保溫出硅、底吹氣體等功能的本實(shí)用新型的裝置進(jìn)行重熔，得到化學(xué)污染較小、附加值較高的高純硅材料。本實(shí)用新型還實(shí)現(xiàn)了充分利用工業(yè)硅爐生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的硅渣等廢棄物，減少固體廢棄物的排放的技術(shù)效果。
【權(quán)利要求】
1.一種利用硅渣生產(chǎn)高純硅的重熔裝置，其特征在于，所述重熔裝置為桶狀，其外壁由外至里依次包括:殼體、中頻感應(yīng)線圈、耐火磚和硅質(zhì)涂層；所述重熔裝置的下部設(shè)置有相連的導(dǎo)氣管和透氣磚；所述透氣磚的周?chē)O(shè)置有耐火材料；所述重熔裝置一側(cè)的下部設(shè)置有保溫通道。
2.如權(quán)利要求1所述的重熔裝置，其特征在于，所述重熔裝置還包括回轉(zhuǎn)連桿、回轉(zhuǎn)支撐和堵塞，所述回轉(zhuǎn)支撐設(shè)置在殼體上，所述回轉(zhuǎn)連桿位于回轉(zhuǎn)支撐上，并與堵塞相連，所述堵塞位于保溫通道；通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)連桿調(diào)整所述堵塞的位置，打開(kāi)或關(guān)閉所述保溫通道。
3.如權(quán)利要求2所述的重熔裝置，其特征在于， 所述堵塞為錐形。
【文檔編號(hào)】C01B33/021GK203754432SQ201320865126
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】權(quán)炳盛 申請(qǐng)人:青海稼誠(chéng)硅業(yè)有限公司