[发明专利]通过硅的和碱土金属的合金或碱土金属硅化物的酸解制造硅烷

权利要求书

1.制备式Si_nH_2n+2的化合物的方法，其中n是大于或等于1且小于或等于4的整数，该方法包括阶段b)至少一种式M¹_xM²_ySi_z的粉末形式的硅化物或硅合金与包含CO₂的水溶液反应，其中M¹是还原性金属，M²是碱金属或碱土金属，且x、y和z为0至1，z不为0，且x+y之和不为0，所述水溶液在该反应的温度和压力下被CO₂饱和或未被CO₂饱和。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述水溶液在该反应的温度和压力下被CO₂饱和。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于M¹是铝且M²是钙或镁。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于按所述硅合金中存在的各元素的重量计，该硅合金包含30％至38％的铝、35％至45％的硅和15％至25％的钙。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述硅合金选自FeSi、FeSiMg、FeSiCa、Si_0.5Mg、Si_0.5Ca、AlSiCa、CaSi、Ca_0.5Si、MgSi、AlSiNa、AlSiMg、SiNa、AlSiLi、SiK、Ca_0.5AlSi_0.33和Ca_0.5AlSi_0.75，或这些的混合物，优选Si_0.5Mg、AlSiNa、SiNa、Si_0.25Li、Si_0.25Na、Si_0.25K或SiK。

6.如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于通过将CO₂添加到水中制备所述包含CO₂的水溶液，其初始pH为6.5至7.5。

7.如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于所述水溶液是包含CO₂和至少一种选自HCl、H₂SO₄、H₃PO₄或CH₃COOH的酸的酸性混合物。

8.如权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于所述硅合金的粒度为0.2毫米至0.9毫米，优选0.2毫米至0.5毫米。

9.如权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于所述反应在接近大气压的压力进行。

10.如权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于所述反应在0℃至75℃、优选0℃至50℃的温度进行。

11.如权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于所述反应在低于6、优选4至6、更优选4.5至5的pH进行。

12.如权利要求1至11之一所述的方法，包括下述阶段：

a)将所述包含CO₂的水溶液与水混合；

b)将所述硅合金和获自阶段a)的混合物混合；

c)通过沉降和过滤将阶段b)中获得的副产物分离；

d)通过以液体或压缩气体形式的浓缩，储存硅烷。

13.如权利要求12所述的方法，另外包括下述阶段：

e)在接近环境压力分馏，以将单硅烷与阶段b)中可能获得的高级硅烷和痕量二硅氧烷分离。

14.用于实施如权利要求1至13之一所述的硅烷制造方法的现场装置(1)，其包括：

-至少一个反应器(3)，其装配有用于引入粉末形式的硅合金的工具(9，10)和用于引入酸性溶液的工具(5，7)；

-提纯回路，其包括至少一个截止蒸汽的回流塔(2)、除雾器、用于分离硅烷的分馏塔(21)和用于回收纯的单硅烷的双重蒸馏塔(22)；

-至少一个用于通过使液体产物沉降和过滤而进行分离的槽(13)。