[发明专利]循环利用副产物生产多晶硅的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产多晶硅的方法，尤其涉及一种循环利用副产物生产多晶硅的方法。

背景技术

现在生产多晶硅比较成熟的方法是改良西门子法，该方法的主要工艺步骤如图1所示，经过蒸发器、提纯塔和冷凝器对SiHCl₃原料进行提纯，生成SiHCl₃精料，将SiHCl₃精料在还原炉中进行H₂还原反应，即进行化学气相沉积，生成多晶硅和由HCl、H₂、SiCl₄、SiHCl₃、SiH₂Cl₂组成的副产物，冷冻回收所述副产物，得到由SiCl₄、SiHCl₃、SiH₂Cl₂组成的冷凝液和由HCl、H₂组成的气体，利用干法回收系统处理所述气体，得到H₂并输送到所述还原炉参与H₂还原反应。

上述方法存在较为严重的污染问题，每提纯1吨多晶硅就会有8吨以上的四氯化硅产生，以及三氯氢硅、氯气等废液废气。未经处理回收的四氯化硅是一种有极强腐蚀性、难以保存的有毒液体。大量的还原尾气增加了干法回收的困难、在干法回收的同时碳元素又污染了生产循环系统，使生产的多晶硅很难达到高纯度的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效地循环利用废液废气副产物生产多晶硅的方法，从而提高原料利用率，减少污染，并且提高产品的纯度和质量。

本发明提供的循环利用副产物生产多晶硅的方法为：提纯SiHCl₃原料，生成SiHCl₃精料，将SiHCl₃精料在还原炉中进行H₂还原反应，生成多晶硅和由HCl、H₂、SiCl₄、SiHCl₃、SiH₂Cl₂组成的副产物，冷冻回收所述副产物，得到由SiCl₄、SiHCl₃、SiH₂Cl₂组成的冷凝液和由HCl、H₂组成的气体，处理所述气体，得到H₂并输送到所述还原炉参与H₂还原反应，其中，处理由HCl和H₂组成的气体的方法为使所述气体与硅粉反应生成SiHCl₃，将生成的SiHCl₃作为SiHCl₃原料使用；由SiCl₄、SiHCl₃、SiH₂Cl₂组成的冷凝液循环进入所述还原炉参与H₂还原反应。

所述SiHCl₃精料的纯度较佳为99.999％以上，提纯SiHCl₃原料、生成SiHCl₃精料可以利用各种精馏提纯工艺，例如可以经过蒸发器、提纯塔和冷凝器进行循环提纯得到SiHCl₃精料。

所述气体与硅粉反应的温度较佳为330-370℃。

所述还原炉内的反应温度较佳为1150-1250℃。

本发明具有如下优点：

1.能经济、方便地提高多晶硅的生产，减少设备的投资，从而有利于提高生产多晶硅企业的经济效益；

2.有效地利用了还原时产生的尾气，避免了多晶硅生产的尾气污染，并且有效地循环利用了SiCl₄、SiHCl₃和SiH₂Cl₂；

3.整体的质量得到了提高，避免了干法回收过程中碳元素的污染，提高了多晶硅的纯度和质量。

附图说明

图1为现有的改良西门子法生产多晶硅的工艺流程示意图；

图2为本发明提供的循环利用副产物生产多晶硅的方法的工艺流程示意图。

具体实施方式