本發(fā)明涉及高純硅造渣劑的制備工藝,尤其涉及在冶金法短流程制備太陽能級多晶硅錠工藝流程中所用造渣劑。
背景技術(shù):
在冶金法短流程制備太陽能級多晶硅錠工藝流程中需要用到造渣劑。
目前,國內(nèi)冶金法提煉高純硅所采用的渣系大致有三大類:
(1)na系,即采用鈉鹽或偏硅酸的渣系造渣;
(2)ca系,即采用cao-sio2的二元和三元cao-sio2-caf渣系造渣;
(3)na系及ca系兩種渣系復(fù)合使用,即兩種渣系均在精煉中使用。
從對選渣劑的基本要求來看,可以認(rèn)為選擇ca系造渣劑較為合理,但用ca系作為造渣系時,所采用的原料為冶金石灰,與石英砂并加以caf2經(jīng)合理配方后,si:渣組成按一定比例加入精煉爐內(nèi)脫除si液內(nèi)雜質(zhì),這種造渣劑我們簡稱為“生渣”。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種高純硅造渣劑的制備工藝,其能制備適用于冶金法提煉高純硅工藝的造渣劑,且造渣劑的使用效果好。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是設(shè)計一種高純硅造渣劑的制備工藝,將活性石灰(cao)、氟石(caf2)、硅砂(sio2)按適當(dāng)比例投入熔燒爐內(nèi)預(yù)熔,熔燒后得到預(yù)熔渣,該預(yù)熔渣即為高純硅造渣劑。
優(yōu)選的,所述預(yù)熔渣為cao-sio2-caf2。
優(yōu)選的,所述預(yù)熔的溫度為1600~1800℃。
優(yōu)選的,所述預(yù)熔的溫度為1800℃。
本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于:
根據(jù)造渣法提純的基本原理可知,熔融硅液中萃取雜質(zhì)的造渣劑應(yīng)滿足以下四點基本要求:
(1)造渣劑與硅的熔體接觸時互不相溶;
(2)造渣劑的熔點應(yīng)與硅的熔點相似;
(3)造渣劑與硅中雜質(zhì)之間化學(xué)親和力要大于硅和雜質(zhì)之間的化學(xué)親和力。
(4)除以上三點基本原理要求外,還應(yīng)從經(jīng)濟(jì)的角度來看,對所制作的造渣劑應(yīng)該是不至于使成本提高太多,否則將難以推廣應(yīng)用。此外,造渣劑的制作以及硅的精煉過程中均應(yīng)符合環(huán)保要求,不能產(chǎn)生有害氣體,損害人體健康或嚴(yán)重侵蝕所用爐體中裝著的坩堝的壽命降低。
目前,國內(nèi)冶金法提煉高純硅所采用的渣系大致有三大類:
(1)na系,即采用鈉鹽或偏硅酸的渣系造渣;
(2)ca系,即采用cao-sio2的二元和三元cao-sio2-caf渣系造渣;
(3)na系及ca系兩種渣系復(fù)合使用,即兩種渣系均在精煉中使用。
從對選渣劑的基本要求來看,可以認(rèn)為選擇ca系造渣劑較為合理,但用ca系作為造渣系時,所采用的原料為冶金石灰,與石英砂并加以caf2經(jīng)合理配方后,si:渣組成按一定比例加入精煉爐內(nèi)脫除si液內(nèi)雜質(zhì),這種造渣劑我們簡稱為“生渣”。
本發(fā)明提供一種高純硅造渣劑的制備工藝,其能制備適用于冶金法提煉高純硅工藝的造渣劑,且造渣劑的使用效果好。
本發(fā)明是將生料制成預(yù)熔渣(即熟渣)用于造渣提煉si中雜質(zhì)(b、p),
本技術(shù):
運用cao-sio2-caf2三元系相圖原理并進(jìn)行實際測定熔渣的熔點與粘度以后,進(jìn)行合理的配方。所選用的主要原料為“活性石灰”,將這些生料在熔燒爐內(nèi)熔燒后得以預(yù)熔渣(即熟渣)。
用本發(fā)明這種“熟渣”在300kg級中頻爐中試驗,已取得良好工藝效果,1次選渣,硅:渣=1:1時,nβ≈74%。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例,對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明具體實施的技術(shù)方案是:
一種高純硅造渣劑的制備工藝,將活性石灰(cao)、氟石(caf2)、硅砂(sio2)按適當(dāng)比例投入熔燒爐內(nèi)預(yù)熔,熔燒后得到預(yù)熔渣cao-sio2-caf2,該預(yù)熔渣即為高純硅造渣劑。
所述預(yù)熔的溫度為1600~1800℃。
優(yōu)選的,所述預(yù)熔的溫度為1800℃。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤飾,這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。