[发明专利]一种从工业硅中去除硼杂质的方法

权利要求书

1.本发明提出一种通过膨化作用从工业硅中去除硼杂质的方法，其特征包括以下步骤：

将工业硅破碎成粉状，然后经过强力磁选机去除铁磁性杂质，并进一步通过酸洗以去除表层的金属杂质；

将步骤(1)处理过的硅粉用净水清洗，去除残酸，然后烘干；

将步骤(2)处理过的硅颗粒，与粉状的SiO₂和碱性金属化合物，然后均匀搅拌；

在步骤(3)制备的硅、SiO₂和碱性金属化合物的混合物里添加膨化促进剂，使所述的混合物膨化，混合物里面的物质疏松，混合物的体积增加,固体硅颗粒均匀地分布在粉状的渣剂中， 混合物里各种物质的颗粒之间的空隙增加；

将步骤(4)处理过的混合物，用中频感应炉，高频频感应炉或者其他高温热炉或太阳炉、激光或聚光LED加热至1700°C -2000°C, 使所述的混合物熔化，对熔体进行搅拌使其发生充分的化学萃取反应；

将步骤(5) 发生充分的化学反应的熔体里的硅液取出，冷却并与残渣分离，砸碎和酸洗以去除杂质,即可非常高效率的去除工业硅里的硼杂质。

2. 根据权利要求1步骤(1)所述的酸洗，其特征包括，所用的酸是浓盐酸，或者浓硝酸，或者王水；酸洗的温度范围为60°C ~ 80°C； 酸洗时间为1 ~ 2小时；酸洗的过程中对所述的工业硅进行搅拌。

3. 根据权利要求1中步骤(3)所述的碱性金属化合物，其特征包括单独使用或者混合使用CaO, MgO, Na₂O,K₂O,CaCO₃, MgCO₃,Na₂CO₃, K₂CO₃，BaO。

4. 根据权利要求1步骤(4)所述的膨化促进剂, 其特征包括在加热熔化硅和权利要求3所述的碱性金属化合物的过程中，会发生热解，产生水或气体或挥发物的物质，其中包括Ca(OH)₂,CaCO₃,NaOH,Na₂CO₃,MgCO₃。

5. 一种提纯工业硅的方法，其特征包括以下步骤：

将工业硅破碎成粉状，然后经过强力的磁选机去除铁磁性杂质，并进一步通过酸洗以去除表层的金属杂质；

将步骤(1)处理过的硅粉用净水清洗，去除残酸，然后烘干；

将步骤(2)处理过的硅，与粉状的SiO2和碱性金属化合物混合，然后均匀搅拌；

在步骤(3)制备的硅，SiO2和碱性金属氧化物的混合物里添加膨化促进剂，使所述的混合物膨化，混合物里面的物质疏松，混合物的体积增加,固体硅颗粒均匀地分布在粉状的渣剂中， 混合物里各种物质的颗粒之间的空隙增加；

(5) 将步骤(4)处理过的混合物用压力机压制成形，减少混合物颗粒之间的空隙，从微观来讲，使每一粒固体硅颗粒的周围都分布有颗粒状的渣剂；

将步骤(5)压制出来的混合物压制品，用中频炉、高频炉以及太阳炉、激光或聚光LED加热, 使所述的混合物快速熔化，并发生充分的化学萃取反应；

将步骤(6) 发生充分的化学反应的熔体里的硅液取出，冷却并与残渣分离，砸碎和酸洗以去除杂质,即可非常高效率的去除工业硅里的硼杂质。

6. 根据权利要求5步骤(1)所述的酸洗，其特征包括，所用的酸是浓盐酸，或者浓硝酸，或者氢氟酸，或者王水；酸洗温度为60°C ~80°C； 酸洗时间为1 ~ 2小时；酸洗的过程中对所述的工业硅进行搅拌。

7. 根据权利要求5步骤(3)所述的碱性金属化合物，其特征包括单独使或者混合使用CaO, MgO, Na₂O,K₂O,CaCO₃, MgCO_3,Na₂CO₃, K₂CO₃。