專利名稱：用于將多晶硅碎片靈活分級的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將多晶硅碎片靈活分級的裝置和方法。
背景技術(shù)：
高純硅是通過將高純度的氯硅烷氣體化學(xué)氣相沉積于加熱的基材上 而制備的。該方法產(chǎn)生棒狀物形式的多晶硅。該棒狀物必須粉碎以用于 其他用途，例如使用由金屬制成的顎式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、錘或鑿作 為粉碎工具。如此獲得的多晶硅碎片，以下稱為多晶碎片，隨后根據(jù)確 定的碎片尺寸加以分級。
例如由EP 1 391 252 Al、 US 6,874,713 B2、 EP 1 338 682 A2或EP 1
553 214 A2公開了用于多晶碎片分級的各種不同的機(jī)械篩分法。此外， EP 1 043 249 Bl公開了具有分級裝置的振動輸送機(jī)。由于其機(jī)械功能原 理，此類篩分系統(tǒng)只允許根據(jù)粒徑加以分離，但無法根據(jù)各自需要的長 度和/或面積精確地分離。不經(jīng)機(jī)械改裝則它們無法靈活地調(diào)節(jié)粒組極 限。
根據(jù)長度和/或面積的針對性的分離可以通過光電分級法實現(xiàn)。對于 多晶硅，例如US 6,265,683 Bl和US 6，040，544公開了該方法。然而在此 所述的方法總是局限于預(yù)先已知的特定進(jìn)料流的分離。然而若在進(jìn)料中 存在大量細(xì)粒組份(大于1重量％的小于20 mm的碎片)，則多晶硅碎 片的光電分離是成問題的，因為由此顯著干擾了更大碎片的圖像識別。 因此采用已知的裝置無法根據(jù)例如長度和/或面積靈活地將各種不同的 進(jìn)料以高精度分離為更多的粒組。此外，沒有描述獲得更精確的分級結(jié) 果的調(diào)節(jié)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供能夠?qū)⑵扑榈亩嗑w硅(多晶硅)優(yōu)選根據(jù)多 晶碎片的長度和/或面積靈活地分級的裝置。在此，碎片的長度被定義為 碎片的表面上的兩點(diǎn)之間最長的直線。在此，碎片的面積被定義為碎片 投影在平面上的最大陰影面積。
本發(fā)明涉及一種裝置，其特征在于包括機(jī)械篩分系統(tǒng)和光電分級系 統(tǒng)，其中通過機(jī)械篩分系統(tǒng)將多晶碎片分離成細(xì)的硅組份和剩余的硅組 份，并借助光電分級系統(tǒng)將該剩余的硅組份分離成其他的粒組。
該裝置能夠?qū)⒍嗑槠鶕?jù)長度、面積、形狀、形態(tài)、顏色和重量 以任意的組合加以分級。
分級系統(tǒng)優(yōu)選包括多級機(jī)械篩分系統(tǒng)和多級光電分級系統(tǒng)。
該機(jī)械和/或光電分離裝置優(yōu)選以樹狀結(jié)構(gòu)排列(參見圖1)。與串聯(lián) 排列相比，以樹狀結(jié)構(gòu)排列篩分系統(tǒng)和光電分級系統(tǒng)允許更精確地分級， 因為必須實施更少的分離階段，而各個分離模塊中被拋棄的量更少。為 此，樹狀結(jié)構(gòu)具有更短的行程，從而使系統(tǒng)的磨損和大碎片的重新粉碎 更少，并導(dǎo)致更少的多晶碎片的污染。所有這些均提高了裝置和所屬方 法的經(jīng)濟(jì)性。
優(yōu)選首先通過機(jī)械篩分系統(tǒng)將待分級的多晶碎片的細(xì)粒組份與剩余 的硅組份分離，隨后通過更多個機(jī)械篩分系統(tǒng)分離成其他的粒組。
可以使用各種已知的機(jī)械篩分機(jī)作為機(jī)械篩分系統(tǒng)。優(yōu)選使用由不 平衡電機(jī)驅(qū)動的振動篩分機(jī)。優(yōu)選網(wǎng)篩和孔篩作為篩板。機(jī)械篩分系統(tǒng)
用于分離產(chǎn)物流中的細(xì)粒組份。該細(xì)粒組份包含最大粒徑達(dá)到25 mm， 優(yōu)選達(dá)到10mm的顆粒。因此，機(jī)械篩分系統(tǒng)優(yōu)選具有分離所述粒徑的 篩網(wǎng)寬度。因為開始時機(jī)械篩僅具有小孔從而僅分離小的碎片類型(S FS1)，所以幾乎不發(fā)生篩的堵塞，這提高了該系統(tǒng)的產(chǎn)率。成問題的大 的多晶碎片不會在小的篩網(wǎng)寬度中附著。
還可以通過多級機(jī)械篩分系統(tǒng)將細(xì)粒組份分離成其他的碎片?？梢源?lián)或者以其他結(jié)構(gòu)，例如樹狀結(jié)構(gòu)，排列篩分系統(tǒng)(篩分階 段)。該篩優(yōu)選以多于一級，特別優(yōu)選以三級以樹狀結(jié)構(gòu)排列。例如在有
意將多晶碎片分離成四種顆粒粒組(例如粒組l、 2、 3、 4)時，在第一 階段中將粒組1和2與粒組3和4分離。然后在第二階段中將粒組1與 粒組2分離，并在平行排列的第三階段中將粒組3與粒組4分離。
可以根據(jù)作為在圖像和傳感器技術(shù)方面的現(xiàn)有技術(shù)的全部標(biāo)準(zhǔn)將剩 余的多晶硅組份分級。優(yōu)選使用光電分級。優(yōu)選根據(jù)一個或更多個，特 別優(yōu)選一個至三個選自多晶硅碎片的長度、面積、形狀、形態(tài)、顏色和 重量的標(biāo)準(zhǔn)來實施。特別優(yōu)選根據(jù)多晶硅碎片的長度和面積來實施。優(yōu) 選通過一個或更多個光電分級系統(tǒng)將剩余的硅組份分離成其他的粒組。 優(yōu)選使用以樹狀結(jié)構(gòu)排列的2個、3個或更多個光電分級系統(tǒng)。光電分 級系統(tǒng)的光學(xué)圖像識別的優(yōu)點(diǎn)是，測量"真實"的長度或面積。與傳統(tǒng) 的機(jī)械篩分法相比，這可以根據(jù)各自期望的參數(shù)更精確地分離碎片。優(yōu) 選使用US 6,265,683 Bl或US 6,040,544 A所述的裝置作為光電分級系 統(tǒng)。因此，關(guān)于光電篩分系統(tǒng)的詳情參考這些文獻(xiàn)。該光電分級系統(tǒng)包 括用于將多晶碎片分級的裝置和用于多晶碎片的滑動面，其中該滑動面 相對于水平面的角度是可調(diào)的，以及束源，通過該束源的光路使多晶碎 片下降，以及形狀識別裝置，該形狀識別裝置將分級后的材料的形狀進(jìn) 一步輸送至用于控制偏轉(zhuǎn)裝置的控制單元。
優(yōu)選在每個光電分級階段中，通過集成的振動輸送槽分離產(chǎn)物流， 并經(jīng)由振動運(yùn)輸帶以自由下落通過一個或更多個CCD彩色線陣相機(jī)，其 根據(jù)一個或更多個選自長度、面積、體積(重量)、形狀、形態(tài)和顏色的 分級參數(shù)實施分級。選擇性地，可以使用在現(xiàn)有技術(shù)中己知的所有電子 傳感器技術(shù)用于碎片的參數(shù)識別。將測量值傳輸至設(shè)置在上級的控制和 調(diào)節(jié)裝置，并例如通過微處理器加以評估。在此，通過與儲存在公式中 的分級標(biāo)準(zhǔn)加以比較，決定將碎片從產(chǎn)物流排出還是使其通過。優(yōu)選通 過壓縮空氣脈沖經(jīng)由噴嘴進(jìn)行排出，其中可以通過設(shè)置在上級的控制器中的公式調(diào)節(jié)壓力。在此，分離通道(壓縮空氣陣列)例如通過設(shè)置在 圖像識別裝置下方的閥門陣列加以驅(qū)動，并用取決于粒徑的按計量的壓 縮空氣脈沖實施進(jìn)汽。
因此，根據(jù)本發(fā)明的裝置優(yōu)選裝配有設(shè)置在上級的控制器，其能夠 使分級多晶碎片所依據(jù)的分級參數(shù)和/或影響多晶碎片的輸送的系統(tǒng)參 數(shù)(例如輸送速率)靈活地適應(yīng)該裝置的各個部件。分級多晶碎片所依 據(jù)的分級參數(shù)優(yōu)選為上述的參數(shù)，特別優(yōu)選選自碎片的長度、面積、形 態(tài)、顏色或形狀。
借助設(shè)置在上級的控制器優(yōu)選改變該裝置的一個或更多個下述部
件
-輸送槽的通量(例如通過改變不平衡電機(jī)的頻率) -機(jī)械篩的振動頻率
-分級參數(shù)(碎片的面積、長度、顏色或形態(tài)，優(yōu)選為長度和/或面積) -排氣單元處的初始壓力。
分級多晶碎片所依據(jù)的分級參數(shù)的大小，優(yōu)選以公式的形式儲存在 設(shè)置在上級的控制器中，并在機(jī)械篩分裝置和/或光電分級中通過選擇公 式而改變選擇標(biāo)準(zhǔn)，然后該公式作用于根據(jù)本發(fā)明的裝置的各個部件中 所屬分級參數(shù)的選擇。
在一個優(yōu)選的實施方案中，根據(jù)本發(fā)明的裝置包括在分級系統(tǒng)之后 的用于測定經(jīng)分級的粒組的重量產(chǎn)率的天平。該裝置優(yōu)選包括在分級系 統(tǒng)之后的完全自動的箱式分裝裝置和箱式運(yùn)輸裝置。
該裝置的一個優(yōu)選的實施方案的特征在于，機(jī)械篩分系統(tǒng)和/或光電 分級系統(tǒng)裝配有經(jīng)分級的多晶硅碎片的確定的參數(shù)的測量裝置，該測量 裝置與設(shè)置在上級的控制和調(diào)節(jié)裝置相連接，其以統(tǒng)計方式評估所測參 數(shù)并將它們與預(yù)定參數(shù)加以比較，并在所測參數(shù)與預(yù)定參數(shù)之間存在偏 差時，可以改變光電分級系統(tǒng)或整個分級系統(tǒng)的分級參數(shù)(例如機(jī)械篩分系統(tǒng)的頻率或多晶碎片的輸送速率)的設(shè)置或者公式的選擇，從而使 隨后測得的參數(shù)接近于預(yù)定參數(shù)。
優(yōu)選測量選自多晶硅碎片的長度、面積、形狀、形態(tài)、顏色和重量 的參數(shù)。特別優(yōu)選測量在各個粒組的范圍內(nèi)的多晶硅碎片的長度或面積，
并以長度或面積分布的形式加以評估(例如5 % 、 50%或95 %的分位數(shù))。 選擇性地，由位于篩子輸出端的天平測定各個篩分粒組的重量產(chǎn)率。另 一個測量參數(shù)是在各個光電分級系統(tǒng)處測得的質(zhì)量通量和顆粒通量。
可以考慮由天平獲得的各個粒組的重量或者在光電分離系統(tǒng)中測得 的各個碎片粒組的長度分布，以穩(wěn)定化所期望的產(chǎn)率。若例如大碎片的 存在量過高或者在光學(xué)分離階段測得的碎片分布的平均長度值(實際值) 大于理論值，則可以根據(jù)在公式中建立的邏輯移動分離極限，從而使碎 片分布向目標(biāo)移動。
若相反地小碎片含量過多，則例如可以借助所測的顆粒數(shù)來調(diào)節(jié)輸 送速率，從而使該系統(tǒng)不超載和/或選擇其他分級公式。
將例如在光電分級系統(tǒng)中于在線監(jiān)測的范圍內(nèi)根據(jù)分級標(biāo)準(zhǔn)(例如 長度分布、重量分布)測定的經(jīng)分級的多晶硅碎片的分級參數(shù)(例如粒 組的平均長度值)傳輸至設(shè)置在上級的控制和調(diào)節(jié)裝置，并在此與預(yù)定 的理論值比較。所測參數(shù)與預(yù)定參數(shù)之間存在偏差時，通過控制和調(diào)節(jié) 裝置改變可變的分級參數(shù)(例如兩個粒組之間的分離極限或通過該模塊 的運(yùn)行方式)，從而使所測的參數(shù)接近預(yù)定的參數(shù)。
調(diào)節(jié)裝置優(yōu)選調(diào)節(jié)粒組之間的分離極限、通過輸送槽的通量或者排 氣噴嘴處的壓力。
在根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個改變的實施方案中，在各個分級階段之 間設(shè)置磁選機(jī)(例如磁板、磁鼓或磁條)，以從多晶硅碎片除去金屬異物， 并減少多晶硅碎片的金屬污染。
控制和調(diào)節(jié)裝置優(yōu)選包括可存儲器程序化的控制器形式(PLC)的 管理系統(tǒng)，通過該控制器管理和調(diào)節(jié)所有的子系統(tǒng)(例如機(jī)械和光電分級系統(tǒng)、利用公式控制和調(diào)節(jié)邏輯控制的自動化的箱式操作)的控制。 由設(shè)置在上級的管理系統(tǒng)實施與子系統(tǒng)相交的顯示和操作。所有子系統(tǒng) 的故障和操作信息均被匯總復(fù)制到故障或操作信息數(shù)據(jù)庫中，以評估和 顯示。
通過組合各個系統(tǒng)以形成根據(jù)本發(fā)明的裝置以及借助設(shè)置在上級的 控制器的邏輯操作，首次能夠?qū)嵤┎煌姆旨夁^程，即根據(jù)不同分級參 數(shù)的分級過程，無需機(jī)械改裝該裝置。
根據(jù)本發(fā)明的裝置特別是允許在不同粒徑分布的進(jìn)料的情況下靈活
地分離。非常小(長度小于45 mm)和非常大的立方體碎片(長度大于 45至250 mm)均可通過簡單的軟件控制加以分級而無需機(jī)械改裝。
在本發(fā)明的范疇內(nèi)，證實在任意的多晶硅碎片的情況下僅通過預(yù)先 機(jī)械篩分而以所需精度分離細(xì)粒組份，從而實現(xiàn)光電分級的功能。送至 光電分級系統(tǒng)的進(jìn)料中的高含量的細(xì)組份，嚴(yán)重?fù)p害分級的精度，并在 極端情況下甚至使光電分級成問題。
與純機(jī)械的篩分系統(tǒng)相比，根據(jù)本發(fā)明的裝置能夠在碎片的長度和/ 或面積方面實現(xiàn)更高的分離精度。該裝置可以通過分級參數(shù)(例如在光 電篩分系統(tǒng)中測得的顆粒粒組(FS)的平均值)的應(yīng)答信號作為分級系 統(tǒng)(例如在各個光電分級階段的分離極限)的指令變量而加以調(diào)節(jié)?？?制器和調(diào)節(jié)裝置還可通過公式借助所測的重量產(chǎn)率加以調(diào)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明的裝置能夠根據(jù)分級標(biāo)準(zhǔn)(例如長度分布、重量分布) 在線監(jiān)測進(jìn)料的品質(zhì)(例如在粉碎之后以統(tǒng)計方式評估粒徑分布)。
此外，本發(fā)明還涉及利用本發(fā)明裝置將多晶碎片分級的方法。
為此，優(yōu)選通過機(jī)械篩分系統(tǒng)將多晶碎片分離成經(jīng)篩分的細(xì)的粒組 和剩余的粒組，其中借助另一個機(jī)械篩分系統(tǒng)將該經(jīng)篩分的細(xì)的粒組分 離成目標(biāo)粒組1和目標(biāo)粒組2，并借助光電分級將該剩余的粒組分離成 兩個粒組，其中分別借助另一個光電分級將這兩個粒組分離成4個其他 的目標(biāo)粒組(目標(biāo)粒組3至6)。根據(jù)本發(fā)明的方法具有高產(chǎn)量，因為與已知的分級裝置相比，裝配 時間更短，并且與機(jī)械篩的情況相比更少造成堵塞。
優(yōu)選地，經(jīng)篩分的細(xì)的粒組的粒徑小于20mm，剩余的粒組的粒徑 大于5 mm，目標(biāo)粒組1的粒徑小于10 mm，目標(biāo)粒組2的粒徑為2 mm 至20 mm,目標(biāo)粒組3的粒徑為5 mm至50 mm,目標(biāo)粒組4的粒徑為 15 mm至70 mm,目標(biāo)粒組5的粒徑為30 mm至120 mm，而目標(biāo)粒組 6的粒徑大于60 mm。
優(yōu)選將所期望的目標(biāo)粒組的分級參數(shù)輸入設(shè)置在上級的控制和調(diào)節(jié) 裝置中，其相應(yīng)地調(diào)節(jié)分級系統(tǒng)的參數(shù)，以獲得多晶碎片所期望的目標(biāo) 粒組。以如本發(fā)明裝置所述的方式調(diào)節(jié)分級系統(tǒng)的參數(shù)。
優(yōu)選在光電分級中，在各個分級參數(shù)方面具有更多顆粒數(shù)的粒組均 被拋棄或吹出。
優(yōu)選選擇在本發(fā)明裝置的設(shè)置在上級的調(diào)節(jié)器處的預(yù)先設(shè)置的公 式。將分級系統(tǒng)的所有參數(shù)和調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)參數(shù)均儲存在公式中。優(yōu)
選如以下所述方式實施產(chǎn)物參數(shù)的測量和多晶硅碎片的分級
將第一機(jī)械篩分階段的篩上物送入多級光電分離系統(tǒng)。在每個光電 分級階段中，通過集成的振動輸送槽分離產(chǎn)物流，并經(jīng)由振動運(yùn)輸帶以
自由下落通過一個(或更多個)CCD彩色線陣相機(jī)，其根據(jù)一個或更多 個選自長度、面積、體積(重量)、形狀、形態(tài)和顏色的參數(shù)實施分級。 選擇性地，可以使用在現(xiàn)有技術(shù)中已知的所有電子傳感器技術(shù)用于碎片 的參數(shù)識別。將測量值傳輸至設(shè)置在上級的控制和調(diào)節(jié)裝置，并例如通 過微處理器加以評估。在此，通過與儲存在公式中的分級標(biāo)準(zhǔn)加以比較， 決定將碎片從產(chǎn)物流排出還是使其通過。優(yōu)選通過壓縮空氣脈沖進(jìn)行排 出，其中可以通過設(shè)置在上級的控制器中的公式調(diào)節(jié)壓力。在此，分離 通道(壓縮空氣陣列)例如通過設(shè)置在圖像識別裝置下方的閥門陣列加 以驅(qū)動，并用取決于粒徑的按計量的壓縮空氣脈沖實施進(jìn)汽。然后分別 排出通過流和拋棄流，并送入下一個光電分級階段。選擇性地，還可以液壓或機(jī)械方式實施排出。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，若吹出在長度方面均為更 小的粒組，雖然該粒組具有更多的顆粒數(shù)，仍然達(dá)到更高的分級精度。 具體而言，由現(xiàn)有技術(shù)可以預(yù)料，分級精度隨著拋棄組份的增加而降低， 即吹出(液壓/機(jī)械方式除去)在顆粒數(shù)方面"更少"的粒組應(yīng)當(dāng)導(dǎo)致更 精確地分離碎片。然而令人驚訝的是，在長度或面積方面分離碎片時采 用相反的運(yùn)行方式實現(xiàn)更精確的碎片分離。
借助傳感器的識別，優(yōu)選借助光學(xué)圖像識別，優(yōu)點(diǎn)是測量碎片的"真 實的"長度、面積或形狀。與傳統(tǒng)的機(jī)械篩分法相比， 一方面這允許例 如在碎片的長度方面更精確地分離。兩個待分離的粒組之間的重疊更少。 另一方面，分離極限可以任意地通過設(shè)置在上級的控制器的預(yù)定參數(shù)(公 式)加以調(diào)節(jié)，而無需對機(jī)器本身進(jìn)行改變(例如改變篩板)。通過根據(jù) 本發(fā)明將機(jī)械篩與光電分級系統(tǒng)進(jìn)行組合，首次能夠與進(jìn)料的組成無關(guān) 地在小的和大的碎片尺寸范圍內(nèi)進(jìn)行分離。
此外，整個系統(tǒng)可以通過"在線測量"加以調(diào)節(jié)，其中例如根據(jù)進(jìn) 料直接校正分離極限。
此外，根據(jù)本發(fā)明的裝置中的光電分級的優(yōu)點(diǎn)是，通過面積與長度 的組合，能夠根據(jù)各自的需要(例如碎片的高度立方性)更精確地分離 碎片。
收集借助本發(fā)明裝置分級的硅碎片的粒組，并優(yōu)選分裝在箱內(nèi)。優(yōu)
選例如EP 1 334 907 B所述的方式使分裝過程自動化。


圖1所示為用于實施例中的本發(fā)明裝置的方法原理；
圖2所示為與在不進(jìn)行預(yù)先篩分(現(xiàn)有技術(shù))的情況下通過用相同
的光學(xué)氣動分離裝置進(jìn)行光學(xué)氣動分離相比，來自實施例1的分級的結(jié)
果；
圖3所示為在光電分離系統(tǒng)中設(shè)置的分級極限(在此是碎片的長度) 對如此獲得的粒組的碎片尺寸分布的影響，如實施例2所述。
具體實施例方式
以下實施例用于進(jìn)一步闡述本發(fā)明。 在實施例中制備以下碎片尺寸的多晶碎片
FSO:分布小于5mm的碎片尺寸 FSh分布為約2mm至12mm的碎片尺寸 FS2:分布為約8mm至40mm的碎片尺寸 FS3:分布為約25mm至65mm的碎片尺寸 FS4:分布為約50mm至110mm的碎片尺寸 FS5:分布為約90mm至250mm的碎片尺寸。 長度數(shù)據(jù)是指碎片的最大長度，其中85重量％的碎片具有在給定界 限內(nèi)的最大長度。
實施例l:
通過西門子法以棒狀沉積多晶硅。從西門子反應(yīng)器移出棒狀物，并 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的方法(例如通過手工粉碎)破碎成多晶硅粗粒碎片。 通過進(jìn)料裝置，優(yōu)選為進(jìn)料斗，將這些碎片邊長為0至250 mm的粗粒 碎片排放至輸送槽上，該輸送槽將材料輸送至本發(fā)明裝置。
將待制備的粒組的參數(shù)輸入設(shè)置在上級的測量和控制裝置。因為通 過分別進(jìn)一步使用待制備的碎片而均預(yù)先給出在不同粒組中的各自所期 望的粒徑分布，所以該粒組通常作為公式儲存在設(shè)置在上級的測量和控 制裝置中，并相應(yīng)地選擇。在本實施例中，使用該裝置以制備6個不同 的粒組(FSO、 FS1、 FS2、 FS3、 FS4和FS5)。光電和機(jī)械分級系統(tǒng)和輸 送技術(shù)的所有參數(shù)均儲存在公式中。
將以下參數(shù)儲存在公式中，以對具有大碎片組份(FS5)的多晶碎片 實施分級-
將多晶碎片的細(xì)粒組份(FS0和FS1)在篩網(wǎng)寬度約為10 mm的機(jī) 械篩上分離，隨后利用另一個機(jī)械篩分系統(tǒng)，即篩網(wǎng)寬度約為4 mm的 另一個篩，將已分離的組份分離成FS0和FS1。通過輸送槽將粗粒組份(FS2、 FS3、 FS4和FS5)送入光學(xué)分級系 統(tǒng)，其輸送特征為同樣將例如頻率儲存在公式中，并以如下方式經(jīng)由兩 個樹狀平面或三個光學(xué)階段加以分離在第一階段中，由FS4&5分離出 FS3&2。最大長度55mm儲存在公式中作為分離極限。在第二階段中， 即在儲存于公式中的27 mm的分離極限中，將FS3&2分離成FS3和FS2。 在第三階段及100mm的分離極限中，將FS4&5分離成FS4和FS5。
若吹出在長度方面均為更小的粒組，雖然該粒組具有更高的顆粒數(shù)， 仍然達(dá)到更高的分級精度。在分離包含主要重量組份FS5和FS4的進(jìn)料 時，在第一模塊中將在顆粒數(shù)方面最大的粒組"FS2 + FS3"從全部粒組 吹出，而不是粒組"FS4 + FS5"。類似地，將在顆粒數(shù)方面更大的組份 "FS2"從混合物"FS2+FS3"吹出，而不是粒組"FS3"。
在諸如輸送槽的不同系統(tǒng)部件之間安裝用于分離出金屬污染物的磁鐵。
圖2所示為與在不進(jìn)行預(yù)先篩分的情況下，利用相同的光學(xué)氣動分 離裝置的光學(xué)氣動分離相比，該分級的結(jié)果。清楚地看出，可以將進(jìn)料 分級成為所選的長度級別。可以看出，與常用的篩分法相比更精確的分 離(例如長度)。例如在以傳統(tǒng)方式分離時的FS2/FS3重疊的情況下，可 以看出FS2分布在約45 mm時才結(jié)束，而FS3分布在20 mm時已經(jīng)開 始。即重疊為25mm。在本發(fā)明方法中，F(xiàn)S2分布在40 mm時已結(jié)束， 而同時FS3分布在25mm才開始。因此重疊僅為15mm，因而比 現(xiàn)有技 術(shù)少40%。
實施例2:
輕微改變在各個粒組的分離極限方面的軟件參數(shù)，以穩(wěn)定化所期望 的產(chǎn)率。在用于控制光電分離系統(tǒng)的公式中，在各個粒組中允許的最大 或最小的碎片長度值改變幾個毫米(參見圖3)。因此，在FS2和FS3之 間吹出的分離極限從27 mm變化至31 mm，而在FS3和FS4之間從55 mm 變化至57mm。該僅有幾個毫米的程序參數(shù)變化已在產(chǎn)物特性(例如長度分布)中是明顯的，即可以通過簡單的公式選擇以高精度靈活地調(diào)節(jié) 各個粒組之間的分離極限至各自的規(guī)格，或者可于在線調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)加 以考慮以達(dá)到所期望的理論值。
實施例3:
借助本發(fā)明裝置將不同粒徑分布的多晶碎片分級。
a) 將主要粒組大于100 mm的多晶碎片分級為6個粒組(例如FS0 至FS5)。首先借助機(jī)械篩從粗粒組份分離出細(xì)粒組份(小于12mm，即 FS0 + FS1)。通過隨后的第二機(jī)械篩將分離出的粒組進(jìn)一步分離成粒組 FS0和FS1。將粗粒組份(^FS2)送入光電分級系統(tǒng)，并在第一分離階 段(模塊1，即第一樹狀平面)分離成為更大的&FS4)和更小(SFS3) 的粒組(分離極限FS3/FS4在~50和70 mm之間)。在第二樹狀平面中將 這兩個粒組分別送入另一個分離階段(模塊2和模塊3)，并依次分別分 離成兩個粒組(分離極限FS2/FS3約25至45 mm，而FS4/FS5約85至 120 mm)。因而獲得粒組FS2、 FS3、 FS4和FS5。若需要分離成更多或 更窄的粒組，則可以在第三或更高的樹狀平面中實施其他的分離階段(即 模塊)。
b) 通過分離成5個粒組(FS0至FS4)而對具有主要粒組 80 mm 的多晶碎片進(jìn)行分級。
a)根據(jù)實施例3a)的方法，區(qū)別在于在第二樹狀平面中將 用于更大粒組的模塊去活化，因此不再進(jìn)一步分離(吹出)2 FS4 的粒組。
J3)選擇性地，在第一模塊中將FS2至FS4的混合物分離成^FS3 的粒組和粒組FS2。然后在第二樹狀平面中進(jìn)一步分離FS2，而在 第二平面中將^FS3的粒組分離成粒組FS3和FS4。c) 通過分離成4個粒組(FS0至FS3)而對具有主要粒組 45 mm
的多晶碎片進(jìn)行分級。
a)與實施例3a)類似地分離細(xì)粒組份(FS0 + FS1)。隨后在第 一光學(xué)模塊中將剩余物，即FS2 + FS3的混合物，直接分離成FS2 和FS3，而在第二樹狀平面中僅通過隨后的去活化的模塊。
p)選擇性地，將第一平面(模塊)去活化，而在第二樹狀平面 中才實施FS2-FS3分離。
d) 通過分離成3個粒組(FS0至FS2)而對具有主要粒組-25 mm 的多晶碎片進(jìn)行分級。
與實施例3a)類似地分離細(xì)粒組份(FS0 + FS1)。隨后使剩余物， 即例如FS2，通過去活化的模塊1和2，即不在樹狀平面中吹出。
e) 通過分離成2個粒組(FS0和FS1)而對具有主要粒組小于25 mm 的多晶碎片進(jìn)行分級。
與實施例3a)類似地分離細(xì)粒組份(FS0 + FS1)。材料未達(dá)到光學(xué) 分級系統(tǒng)。
分級a)至e)可以使用相同的本發(fā)明裝置，而無需改裝該裝置。
權(quán)利要求
1、能夠靈活地對粉碎的多晶硅實施分級的裝置，其特征在于包括機(jī)械篩分系統(tǒng)和光電分級系統(tǒng)，通過該機(jī)械篩分系統(tǒng)將多晶碎片分離成細(xì)的硅組份和剩余的硅組份，并借助光電分級系統(tǒng)將該剩余的硅組份分離成其他的粒組。
2、 如權(quán)利要求1的裝置，其特征在于包括多級機(jī)械篩分系統(tǒng)和多級 光電分級系統(tǒng)。
3、 如權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于，所述機(jī)械和/或光電分 離裝置以樹狀結(jié)構(gòu)排列。
4、 如權(quán)利要求1至3之一的裝置，其特征在于，所述機(jī)械篩分系統(tǒng) 是由不平衡電機(jī)驅(qū)動的振動篩分機(jī)。
5、 如權(quán)利要求1至4之一的裝置，其特征在于，所述機(jī)械篩分系統(tǒng) 的篩排列成多于一個階段。
6、 如權(quán)利要求1至5之一分級的裝置，其特征在于，使用兩個光電 分級系統(tǒng)。
7、 如權(quán)利要求1至5之一的裝置，其特征在于，使用3個或更多個 光電分級系統(tǒng)。
8、 如權(quán)利要求1至7之一的裝置，其特征在于裝配有設(shè)置在上級的 控制器，該控制器能夠使分級多晶碎片所依據(jù)的分級參數(shù)和/或影響多晶 碎片的輸送的系統(tǒng)參數(shù)靈活地適應(yīng)該裝置的各個部件。
9、 如權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，所述分級多晶碎片所依據(jù)的 參數(shù)選自長度、面積、形態(tài)、顏色或形狀。
10、 如權(quán)利要求8或9的裝置，其特征在于，借助所述控制器改變 該裝置的一個或更多個下述部件-輸送槽的通量-機(jī)械篩的振動頻率-分級參數(shù)-排氣噴嘴處的壓力。
11、 如權(quán)利要求8、 9或10的裝置，其特征在于，所述機(jī)械篩分系 統(tǒng)和/或光電分級系統(tǒng)裝配有用于已分級的多晶硅碎片的確定參數(shù)的測 量裝置，該測量裝置通過所述控制器與控制和調(diào)節(jié)裝置相連接，該控制 和調(diào)節(jié)裝置以統(tǒng)計方式評估所測參數(shù)并將它們與預(yù)定參數(shù)加以比較，并 在所測參數(shù)與預(yù)定參數(shù)之間存在偏差時能夠改變所述光電分級系統(tǒng)或整 個分級系統(tǒng)的分級參數(shù)的設(shè)置，從而使隨后測得的參數(shù)接近于預(yù)定參數(shù)。
12、 如權(quán)利要求1至11之一的裝置，其特征在于，在各個分級階段 之間設(shè)置磁選機(jī)(例如磁板、磁鼓或磁條)。
13、 用于靈活地對粉碎的多晶硅(多晶碎片)實施分級的方法，其 特征在于，使用如權(quán)利要求1至12之一的裝置。
14、 如權(quán)利要求13的方法，其特征在于，通過機(jī)械篩分系統(tǒng)將所述 多晶碎片分離成經(jīng)篩分的細(xì)的粒組和剩余的粒組，借助另一個機(jī)械篩分 系統(tǒng)將該經(jīng)篩分的細(xì)的粒組分離成粒組1和粒組2，并借助光電分級將 該剩余的粒組分離成兩個粒組，其中分別借助另一個光電分級將這兩個 粒組分離成4個其他的粒組(粒組3至6)。
15、 如權(quán)利要求14的方法，其特征在于，所述經(jīng)篩分的細(xì)的粒組的 粒徑小于20 mm，所述剩余的粒組的粒徑大于5 mm，所述粒組1的粒徑 小于10 mm，所述粒組2的粒徑為2 mm至20 mm，所述粒組3的粒徑 為5mm至50mm，所述粒組4的粒徑為15 mm至70 mm，所述粒組5 的粒徑為30 mm至120 mm，而所述粒組6的粒徑大于60 mm。
16、 如權(quán)利要求13至15之一的方法，其特征在于，在所述光電分 級中，在各個分級參數(shù)方面具有更多顆粒數(shù)的粒組均被吹出。
全文摘要
本發(fā)明涉及能夠靈活地對粉碎的多晶硅實施分級的裝置，其特征在于包括機(jī)械篩分系統(tǒng)和光電分級系統(tǒng)，其中通過機(jī)械篩分系統(tǒng)將多晶碎片分離成細(xì)的硅組份和剩余的硅組份，并借助光電分級系統(tǒng)將該剩余的硅組份分離成其他的粒組。
文檔編號B07B1/00GK101415503SQ200780012185
公開日2009年4月22日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月6日
發(fā)明者M·舍費(fèi)爾, R·佩赫 申請人:瓦克化學(xué)股份公司