[发明专利]以半金属元素或金属元素为主成分的材料的提纯方法

说明书

技术领域

本发明涉及以半金属元素或金属元素为主成分的材料的提纯方法。

背景技术

有一种硅的提纯方法，该方法是使四氯化硅气体与熔融状态的硅接触，则硅被氯化，气化。回收该氯化硅气体，进一步将回收的气体冷却，使气体部分量以纯度高的硅的形式析出(参照专利文献1)。

人们还探讨了使四氯化硅气体或氯化氢与熔融的硅接触，由此从硅中除去杂质(参照专利文献2-4)。

专利文献1：日本特开昭60-103016号公报

专利文献2：日本特开昭63-103811号公报

专利文献3：日本特开昭64-69507号公报

专利文献4：日本特开昭64-76907号公报。

发明内容

但是，专利文献1公开的硅的提纯方法中，是使原料硅熔融，将四氯化硅气体吹入该熔融状态的硅，使硅氯化，气化，回收该气化的硅，冷却，因此提纯操作非常繁杂。另外，最终得到的硅是熔融硅中被气化的硅部分，且是气化的硅中因冷却而析出的硅部分，因此，有提纯的硅的回收率低的问题。

另外，硅的提纯步骤中，使用四氯化硅气体或氯化氢，则应提纯的硅发生气化，因此难以高效率获得提纯的硅。并且人们还需求硅以外的半金属元素或金属元素的新型提纯方法。

因此本发明的目的在于：从以硅等半金属元素或金属元素为主成分且含有杂质的材料中高效率获得提纯的材料。

本发明的材料的提纯方法具有以下步骤：使以半金属元素或金属元素为主成分且含有杂质的材料与下述通式(1)所示的化合物接触，除去材料中的杂质。

AlX₃              (1)

式中，X为卤素原子。

根据本发明的材料提纯方法，使以半金属元素或金属元素为主成分且含有杂质的材料与上述通式(1)所示的化合物接触，可以高效率进行材料的提纯。

这里，材料优选以硅、锗、铜或镍为主成分，更优选以硅为主成分。

关于材料中所含的杂质，如果硅是主成分，优选为选自锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、锆、铝、钛、镓、铟、钒、锰、铬、锡、铅、锗、铁、硼、锌、铜、镍、稀土类金属的1种以上的纯体、或含有上述1种以上的纯体的合金。

材料的主成分为锗，则杂质优选为选自锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、锆、铝、钛、镓、铟、钒、锰、铬、锡、铅、硅、铁、硼、钴、锌、铜、镍、稀土类金属的1种以上的纯体、或含有上述1种以上的纯体的合金。

材料的主成分为铜，则杂质优选为选自锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、锆、铝、钛、镓、铟、钒、锰、铬、锡、铅、硅、锗、铁、钴、硼、锌、镍、稀土类金属的1种以上的纯体、或含有上述1种以上的纯体的合金。

并且，材料的主成分为镍，则杂质为选自锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、锆、铝、钛、镓、铟、钒、锰、铬、锡、铅、硅、锗、铁、钴、铜、硼、锌、稀土类金属的1种以上的纯体、或含有上述1种以上的纯体的合金。

优选上述材料为熔融状态。

以半金属元素或金属元素为主成分且含有杂质的材料为熔融状态，则可将上述通式(1)所示的化合物AlX₃导入材料的熔融浴中，提高杂质与AlX₃的接触效率，可以使杂质与AlX₃的反应高效进行。由此，可以高效降低以半金属元素或金属元素为主成分的材料中的杂质。

上述材料优选为粉体、即固体的粉末。以半金属元素或金属元素为主成分且含有杂质的材料为粉体，则可以使材料与上述通式(1)所示的化合物AlX₃的接触面积增加，即，可提高杂质与AlX₃的接触效率，可以使杂质与AlX₃的反应高效进行。由此，可以高效降低以半金属元素或金属元素为主成分的材料中的杂质。

上述粉体的粒径优选100 μm以上5 mm以下，进一步优选0.5 mm以上1 mm以下。粒径低于100 μm，则难以操作，不优选。粒径超过5 mm，则比表面积减少，上述通式(1)所示的化合物AlX₃与材料的接触面积减小，反应难以进行，不优选。

上述材料含有97%质量以上、优选99%质量以上99.99%质量以下的硅。这样的材料通常被称为冶金级硅，本发明中，可以高效地从这样的材料中除去杂质。