專利名稱：工業(yè)硅制備超冶金級硅的消泡方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金法制備太陽能級硅的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種濕法冶金法去除工業(yè)硅雜質(zhì)制備超冶金級硅的方法。
背景技術(shù)：
隨著光伏產(chǎn)業(yè)以及高純硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對純度較高的超冶金級硅的需求越來越大。以工業(yè)硅為原料，通過濕法冶金的方法，去除其中的雜質(zhì)是一種可行的制備超冶金級硅的工藝。通過濕法冶金法制備超冶金級硅通常是采用各種無機酸，無機鹽及其多組分的組合物為浸出劑，浸出劑與工業(yè)硅顆粒表面晶界處的雜質(zhì)相發(fā)生反應(yīng)，雜質(zhì)進入液相，工業(yè)硅得到提純，產(chǎn)出雜質(zhì)含量更低的超冶金級硅。在濕法提純工業(yè)硅制備超冶金級硅的過程中，硅顆粒表面受到腐蝕而露出新的表明來，新露出的表面容易與氫結(jié)合，生成硅氫鍵，特別是當浸出劑中含有氟化物時，硅氫鍵的形成十分容易和普遍。硅氫鍵具有疏水性，因此，在濕法冶金法提純工業(yè)硅的過程中，極易產(chǎn)生不溶于水相的泡沫。泡沫不但使浸出反應(yīng)過程中 礦漿體積膨脹，產(chǎn)生冒槽而影響到操作，而且使硅顆粒無法與浸出劑接觸，導(dǎo)致除雜效果下降。在工業(yè)硅制備超冶金級硅中研究消泡方法的較少，在其它無機硅使用領(lǐng)域較多，比如印刷電路板消泡，吳飛等人的專利CN1806883A采用以脂肪醇、脂肪酸、脂肪酸酯等物質(zhì)為起始物質(zhì)聚氧乙烯和聚氧丙烯嵌段聚醚和低級脂肪醇(醚)類物質(zhì)混合而成的復(fù)合消泡劑。專利CN101053706公開了一種非有機硅消泡劑組合物及其制備方法；它的組分為20-90%有機烴物質(zhì)、O. 5%-10%主消泡物質(zhì)、I -15%消泡增效劑、I -10%乳化劑；其制備方法要在加熱條件下進行。目前市場上的消泡劑主要是多種有機物的混合物，成分復(fù)雜，需要專門配制而成，成本較高。沒有專門針對工業(yè)硅濕法除雜制備超冶金級硅的消泡方法。消泡劑的選擇與起泡體系的表面張力有一定的關(guān)系，要選擇比起泡體系表面張力更低的物質(zhì)才能達到目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為工業(yè)硅制備超冶金級硅提供一種簡單、無毒、無污染的消泡方法，通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)。一種工業(yè)硅制備超冶金級硅的消泡方法，以工業(yè)硅為制備超冶金級硅的原料，將工業(yè)硅經(jīng)過破碎后球磨至50 600目，然后采用無機酸(如鹽酸、氫氟酸、硫酸、硝酸等)或無機酸的組合酸作為浸出劑進行浸出，以去除工業(yè)硅中的雜質(zhì)，待浸出完畢后過濾得到濾餅，濾餅經(jīng)過純水或者自來水洗滌后烘干，烘干后即可得到雜質(zhì)含量較低的超冶金級硅；所述浸出時，加入浸出劑體積的10 500%的消泡劑。所述消泡劑為無水甲醇或者無水乙醇或者兩者任意比例的混合物。所述加入消泡劑的方式為噴灑在泡沫上。本發(fā)明的原理工業(yè)娃在浸出反應(yīng)過程中娃表面產(chǎn)生的氫鍵，氫鍵由于具有疏水性，而形成泡沫。甲醇或者乙醇中所含的羥基能與硅表面的氫鍵作用而結(jié)合，甲醇或者乙醇的碳鏈有親水性，在這種親水作用下，泡沫被消除。本發(fā)明的優(yōu)點在于消泡劑成分簡單，配置容易，無需加熱，無毒無污染。該方法主要針對工業(yè)硅濕法除雜制備超冶金級硅過程中所產(chǎn)生的泡沫的消除。本發(fā)明的消泡方法是一種高效、安全、廉價，易于操作、無毒害、無污染的消泡方法。本發(fā)明采用無水甲醇或無水乙醇或兩者任意比例的混合物作為工業(yè)硅濕法除雜制備超冶金級硅過程的消泡劑，具有使用簡單、無毒、無污染的優(yōu)點。本發(fā)明可有效減少或消除工業(yè)硅濕法除雜制備超冶金級硅浸出過程所產(chǎn)生的泡沫，促進浸出過程中的液固兩相接觸，同時，消除因泡沫導(dǎo)致體積膨脹而產(chǎn)生的生產(chǎn)危險和對操作的不利影響。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明做進一步說明。實施例I 以工業(yè)硅為制備超冶金級硅的原料，將工業(yè)硅經(jīng)過破碎后球磨至50 600目，然后采用質(zhì)量濃度為5%的鹽酸和氫氟酸的組合酸作為浸出劑進行浸出以去除工業(yè)硅中的雜質(zhì)，此時在泡沫上噴灑浸出劑體積的10%的無水甲醇，待浸出完畢后過濾得到濾餅，濾餅經(jīng)過純水洗滌后烘干，烘干后即可得到雜質(zhì)含量較低的超冶金級硅。在浸出反應(yīng)過程中，泡沫得到抑制，沒有起泡。實施例2
以工業(yè)硅為制備超冶金級硅的原料，將工業(yè)硅經(jīng)過破碎后球磨至500 600目，然后采用鹽酸作為浸出劑進行浸出以去除工業(yè)硅中的雜質(zhì)，此時在泡沫上噴灑浸出劑體積的100%的無水乙，待浸出完畢后過濾得到濾餅，濾餅經(jīng)過自來水洗滌后烘干，烘干后即可得到雜質(zhì)含量較低的超冶金級硅。在浸出反應(yīng)過程中，泡沫得到抑制，沒有起泡。實施例3
以工業(yè)硅為制備超冶金級硅的原料，將工業(yè)硅經(jīng)過破碎后球磨至50 200目，然后采用硫酸作為浸出劑進行浸出以去除工業(yè)硅中的雜質(zhì)，此時在泡沫上噴灑浸出劑體積的500%的無水甲醇和無水乙醇任意比例的混合物，待浸出完畢后過濾得到濾餅，濾餅經(jīng)過純水或者自來水洗滌后烘干，烘干后即可得到雜質(zhì)含量較低的超冶金級硅。在浸出反應(yīng)過程中，泡沫得到抑制，沒有起泡。實施例4
以工業(yè)硅為制備超冶金級硅的原料，將工業(yè)硅經(jīng)過破碎后球磨至100 300目，然后采用硝酸作為浸出劑進行浸出以去除工業(yè)硅中的雜質(zhì)，此時在泡沫上噴灑浸出劑體積的400%的無水乙醇，待浸出完畢后過濾得到濾餅，濾餅經(jīng)過純水或者自來水洗滌后烘干，烘干后即可得到雜質(zhì)含量較低的超冶金級硅。在浸出反應(yīng)過程中，泡沫得到抑制，沒有起泡。實施例5
以工業(yè)硅為制備超冶金級硅的原料，將工業(yè)硅經(jīng)過破碎后球磨至200 400目，然后采用硫酸和硝酸的組合酸作為浸出劑進行浸出以去除工業(yè)硅中的雜質(zhì)，此時在泡沫上噴灑浸出劑體積的300%的無水甲醇，待浸出完畢后過濾得到濾餅，濾餅經(jīng)過純水或者自來水洗滌后烘干，烘干后即可得到雜質(zhì)含量較低的超冶金級硅。在浸出反應(yīng)過程中，泡沫得到抑制，沒有起泡。實施例6
以工業(yè)硅為制備超冶金級硅的原料，將工業(yè)硅經(jīng)過破碎后球磨至400 600目，然后采用鹽酸和硫酸的組合酸作為浸出劑進行浸出以去除工業(yè)硅中的雜質(zhì)，此時在泡沫上噴灑浸出劑體積的300%的無水乙醇，待浸出完畢后過濾得到濾餅，濾餅經(jīng)過純水或者自來水洗滌后烘干，烘干后即可得到雜質(zhì)含量較低的超冶金級硅。在浸出反應(yīng)過程中，泡沫得到抑制，沒有起泡。實施例7
以工業(yè)硅為制備超冶金級硅的原料，將工業(yè)硅經(jīng)過破碎后球磨至500 600目，然后采用硝酸作為浸出劑進行浸出以去除工業(yè)硅中的雜質(zhì)，此時在泡沫上噴灑浸出劑體積的10%的無水甲醇和無水乙醇按體積比5:95的混合物，待浸出完畢后過濾得到濾餅，濾餅經(jīng)過純水或者自來水洗滌后烘干，烘干后即可得到雜質(zhì)含量較低的超冶金級硅。在浸出反應(yīng)過程中，泡沫得到抑制，沒有起泡。實施例8
以工業(yè)硅為制備超冶金級硅的原料，將工業(yè)硅經(jīng)過破碎后球磨至300 600目，然后采用硫酸作為浸出劑進行浸出以去除工業(yè)硅中的雜質(zhì)，此時在泡沫上噴灑浸出劑體積的500%的無水甲醇和無水乙醇按體積比5:95的混合物，待浸出完畢后過濾得到濾餅，濾餅經(jīng)過純水或者自來水洗滌后烘干，烘干后即可得到雜質(zhì)含量較低的超冶金級硅。在浸出反應(yīng)過程中，泡沫得到抑制，沒有起泡。實施例9
以工業(yè)硅為制備超冶金級硅的原料，將工業(yè)硅經(jīng)過破碎后球磨至100 400目，然后采用氫氟酸和硫酸的組合酸作為浸出劑進行浸出以去除工業(yè)硅中的雜質(zhì)，此時在泡沫上噴灑浸出劑體積的10%的無水甲醇和無水乙醇按體積比95:5的混合物，待浸出完畢后過濾得到濾餅，濾餅經(jīng)過純水或者自來水洗滌后烘干，烘干后即可得到雜質(zhì)含量較低的超冶金級硅。在浸出反應(yīng)過程中，泡沫得到抑制，沒有起泡。實施例10
以工業(yè)硅為制備超冶金級硅的原料，將工業(yè)硅經(jīng)過破碎后球磨至50 600目，然后采用硫酸和硝酸的組合酸作為浸出劑進行浸出以去除工業(yè)硅中的雜質(zhì)，此時在泡沫上噴灑浸出劑體積的500%的無水甲醇和無水乙醇按體積比95:5的混合物，待浸出完畢后過濾得到濾餅，濾餅經(jīng)過純水或者自來水洗滌后烘干，烘干后即可得到雜質(zhì)含量較低的超冶金級硅。在浸出反應(yīng)過程中，泡沫得到抑制，沒有起泡。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)硅制備超冶金級硅的消泡方法，以工業(yè)硅為制備超冶金級硅的原料，將工業(yè)硅經(jīng)過破碎后球磨至50 600目，然后采用無機酸或無機酸的組合酸作為浸出劑進行浸出，以去除工業(yè)硅中的雜質(zhì)，待浸出完畢后過濾得到濾餅，濾餅經(jīng)過純水或者自來水洗滌后烘干，烘干后即可得到雜質(zhì)含量較低的超冶金級硅；其特征在于所述浸出時，加入浸出劑體積的10 500%的消泡劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工業(yè)硅制備超冶金級硅的消泡方法，其特征在于所述消泡劑為無水甲醇或者無水乙醇或者兩者任意比例的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的工業(yè)硅制備超冶金級硅的消泡方法，其特征在于所述加入消泡劑的方式為噴灑在泡沫上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種工業(yè)硅制備超冶金級硅的消泡方法，以工業(yè)硅為制備超冶金級硅的原料，將工業(yè)硅經(jīng)過破碎后球磨至50～600目，然后采用無機酸或無機酸的組合酸作為浸出劑進行浸出，以去除工業(yè)硅中的雜質(zhì)，待浸出完畢后過濾得到濾餅，濾餅經(jīng)過純水或者自來水洗滌后烘干，烘干后即可得到雜質(zhì)含量較低的超冶金級硅；其特征在于所述浸出時，加入浸出劑體積的10～500%的消泡劑。本發(fā)明具有使用簡單、無毒、無污染的優(yōu)點。本發(fā)明可有效減少或消除工業(yè)硅濕法除雜制備超冶金級硅浸出過程所產(chǎn)生的泡沫，促進浸出過程中的液固兩相接觸，同時，消除因泡沫導(dǎo)致體積膨脹而產(chǎn)生的生產(chǎn)危險和對操作的不利影響。
文檔編號C01B33/037GK102951644SQ20121046946
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者馬文會, 謝克強, 周繼紅, 麥毅, 魏奎先, 張龍, 伍繼君, 周陽, 戴永年 申請人:昆明理工大學(xué), 云南宏盛錦盟企業(yè)集團有限公司