專利名稱：一種由白炭黑制取高純硅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種高純硅的制取方法，具體是涉及一種由白炭黑制取高純硅的方法。
背景技術(shù)：
硅，廣泛應(yīng)用于電子、電器、航空、航天、建筑、紡織、醫(yī)藥、日化等領(lǐng)域，硅在人們現(xiàn)代社會以及今后的生活中具有重要的作用和地位。目前，國內(nèi)由石英砂制取白炭黑的廠家越來越多，所以拓展白炭黑的用途、提高白 炭黑的附加值，探索由白炭黑制取高純硅的最佳方法和技術(shù)條件具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值。關(guān)于由白炭黑制取高純硅的方法，目前尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種拓展白炭黑的用途、制取高純硅純度較高的由白炭黑制取高純硅的方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下—種由白炭黑制取聞純娃的方法，是通過白炭黑和石墨發(fā)生還原反應(yīng)制成聞純硅。優(yōu)選地，所述還原反應(yīng)的反應(yīng)溫度為1250 1500°C。優(yōu)選地，所述還原反應(yīng)的反應(yīng)時間為6 10h。優(yōu)選地，所述白炭黑和石墨的重量比為4 6 : 2 4。優(yōu)選地，所述白炭黑和石墨混合研磨至200 1000目。優(yōu)選地，所述還原反應(yīng)是在馬弗爐中進行的，反應(yīng)容器為鉬金坩堝。優(yōu)選地，在鉬金坩堝內(nèi)的反應(yīng)物上鋪設(shè)有一層用于消耗馬弗爐中空氣的石墨粉末。優(yōu)選地，所述用于消耗馬弗爐中空氣的石墨粉末與參與反應(yīng)的石墨的重量比為2 3 I 2。根據(jù)上述技術(shù)方案制取的高純硅，其純度為95 99%，顏色為黑亮色，形狀為晶體固狀物。本發(fā)明由白炭黑制取高純硅的方法，其有益效果表現(xiàn)在I、利用白炭黑與石墨(還原劑)制得了純度較高(97±2% )的硅，而且通過金相顯微鏡、紅外分析、重量分析和滴定分析確定鑒定了產(chǎn)品硅的純度和含量。2、利用白炭黑與石墨制得純度較高的硅的最佳溫度范圍為1250 1500°C，同時，改變石墨的用量及反應(yīng)溫度即可得到純度更高的硅，這相對于用石英砂等原料還原制取硅的溫度降低了 100°c左右，反應(yīng)溫度為1500°C時，產(chǎn)品純度達到97±2%。3、本發(fā)明的優(yōu)點在于其一為原料廉價、實驗條件簡易和易于工業(yè)化生產(chǎn)；其二為本方法拓展了白炭黑和硅在電子、電器、航空、航天、建筑、紡織、醫(yī)藥、日化等領(lǐng)域的用途、提高了白炭黑和硅的附加值，具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值。


為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。圖I是實施例5制取的高純硅的金相顯微鏡圖(1000倍)。圖2是實施例5制取的高純硅的紅外光譜圖。
具體實施例方式在馬弗爐中進行還原反應(yīng)，反應(yīng)容器為鉬金坩堝。在鉬金坩堝內(nèi)的反應(yīng)物(白炭黑和石墨)上鋪設(shè)有一層用于消耗馬弗爐中空氣的石墨粉末。反應(yīng)完成后逐步冷卻降溫，取出，進行產(chǎn)物顏色及產(chǎn)物形狀判定，以及純度分析檢測(通過氫氟酸溶解重量分析和滴定分析實驗)。實施例I參與反應(yīng)的白炭黑和石墨的重量比為2 3 I 2，白炭黑和石墨混合研磨至1000目。用于消耗馬弗爐中空氣的石墨粉末與參與反應(yīng)的石墨的重量比為I 2 I 2。反應(yīng)溫度為1250±30°C，反應(yīng)時間為7±lh。實施例2參與反應(yīng)的白炭黑和石墨的重量比為I 2 I 2，白炭黑和石墨混合研磨至800目。用于消耗馬弗爐中空氣的石墨粉末與參與反應(yīng)的石墨的重量比為2 3 : I 2。反應(yīng)溫度為1350±30°C，反應(yīng)時間為8±lh。實施例3參與反應(yīng)的白炭黑和石墨的重量比為4 5 3 4，白炭黑和石墨混合研磨至600目。用于消耗馬弗爐中空氣的石墨粉末與參與反應(yīng)的石墨的重量比為3 I。反應(yīng)溫度為1400±30°C，反應(yīng)時間為6±lh。實施例4參與反應(yīng)的白炭黑和石墨的重量比為3 4 I 2，白炭黑和石墨混合研磨至400目。用于消耗馬弗爐中空氣的石墨粉末與參與反應(yīng)的石墨的重量比為I 2 : I 2。反應(yīng)溫度為1450±30°C，反應(yīng)時間為9±lh。實施例5參與反應(yīng)的白炭黑和石墨的重量比為4 5 2 3，白炭黑和石墨混合研磨至200目。用于消耗馬弗爐中空氣的石墨粉末與參與反應(yīng)的石墨的重量比為I 2. 5 I 1.5。反應(yīng)溫度為1500±30°C，反應(yīng)時間為8±lh。實施例I 5制取的高純硅的試驗結(jié)果，如表I所示。表I試驗結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種由白炭黑制取高純硅的方法，是通過白炭黑和石墨發(fā)生還原反應(yīng)制成高純硅。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種由白炭黑制取高純硅的方法，其特征在于，所述還原反應(yīng)的反應(yīng)溫度為1250 1500°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種由白炭黑制取高純硅的方法，其特征在于，所述還原反應(yīng)的反應(yīng)時間為6 10h。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種由白炭黑制取高純硅的方法，其特征在于，所述白炭黑和石墨的重量比為4 6 : 2 4。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種由白炭黑制取高純硅的方法，其特征在于，所述白炭黑和石墨混合研磨至200 1000目。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種由白炭黑制取高純硅的方法，其特征在于，所述還原反應(yīng)是在馬弗爐中進行的，反應(yīng)容器為鉬金坩堝。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種由白炭黑制取高純硅的方法，其特征在于，在鉬金坩堝內(nèi)的反應(yīng)物上鋪設(shè)有一層用于消耗馬弗爐中空氣的石墨粉末。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種由白炭黑制取高純硅的方法，其特征在于，所述用于消耗馬弗爐中空氣的石墨粉末與參與反應(yīng)的石墨的重量比為2 3 : I 2。
9.高純娃,依權(quán)利要求I 8任一項所述的方法制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高純硅，其特征在于，所述高純硅的純度為95 99%，顏色為黑亮色，形狀為晶體固狀物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高純硅的制取方法，具體是涉及一種由白炭黑制取高純硅的方法。是通過白炭黑和石墨發(fā)生還原反應(yīng)制成高純硅。本發(fā)明由白炭黑制取高純硅的方法，利用白炭黑與石墨制得了純度較高(97±2％)的硅，而且通過金相顯微鏡、紅外分析、重量分析和滴定分析確定鑒定了產(chǎn)品硅的純度和含量。白炭黑與石墨制得純度較高的硅的最佳溫度范圍為1250～1500℃，同時，改變石墨的用量及反應(yīng)溫度即可得到純度更高的硅，這相對于用石英砂等原料還原制取硅的溫度降低了100℃左右，反應(yīng)溫度為1500℃時，產(chǎn)品純度達到97±2％。原料廉價、實驗條件簡易和易于工業(yè)化生產(chǎn)。拓展了白炭黑和硅在電子、電器等領(lǐng)域的用途，提高了白炭黑和硅的附加值，具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值。
文檔編號C01B33/025GK102976329SQ20121053486
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者汪徐春, 任俊飛, 陳俊明, 張陽陽, 宋常春, 張雪梅 申請人:安徽科技學(xué)院