[发明专利]一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法

权利要求书

1.一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于采用以下工艺步骤：

1)将造渣剂按一定比例配好后均匀混合；

2)称量一定质量造渣剂放入预处理过的石墨坩埚中，打开中频熔炼开关，调节中频功率使渣料熔化；

3)待渣料熔化后，加入一定质量的工业硅进行造渣精炼；全部熔化后，适当降低功率使得整个造渣过程中反应温度维持在1550-1850℃；

4)将通气棒缓缓插入熔液，开始通气搅拌，使得渣液和硅液能充分混合；

5)熔炼完成后，停止通气，升离通气棒；缓缓转动石墨坩埚，将上层的硅液倒入静置的石墨模具中；

6)继续加入工业硅，重复步骤4)-5)；

7)造渣完成后，关闭中频电源；将渣料留在石墨坩埚中；冷却后取出硅锭，去除头尾杂质富集部分，通过ICP-MS测量造渣后硼磷含量。

2.根据权利要求1所述的一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于：在步骤1)中所用的造渣剂成分为FeR-SiO₂-CaF₂，其中FeR主要包括：Fe₂O₃、Fe(OH)₃、Fe₃O₄。

3.根据权利要求1或2所述的一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于：在步骤1)中的造渣剂所述FeR占的比重为20-70％，SiO₂为10-60％，CaF₂为10-25％。

4.根据权利要求1所述的一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于：在步骤1)中的造渣剂的质量为50-150Kg。

5.根据权利要求4所述的一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于：在步骤1)中的造渣剂的质量为100-130Kg。

6.根据权利要求1所述的一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于：在步骤2)中所述的预处理：是指先在石墨坩埚表面涂上一层致密的SiC涂层作为内层，再在SiC涂层上涂覆Y₂O₃涂层作为外层。

7.根据权利要求1所述的一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于：在步骤2)中所述的中频功率为100-200kw。

8.根据权利要求7所述的一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于：在步骤2)中所述的中频功率为120-150KW。

9.根据权利要求1所述的一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于：在步骤2)中所述的一定质量的工业硅为5-45Kg。

10.根据权利要求9所述的一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于：在步骤2)中所述的一定质量的工业硅为25-45Kg。

11.根据权利要求1所述的一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于：在步骤4)中所述的通气气体为Ar+H₂O，Ar的体积份数为60-90％，H₂O的体积份数为10-40％。

12.根据权利要求1所述的一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于：在步骤4)中所述的通气搅拌，通气速率范围为0.5-3L/min。

13.根据权利要求12所述的一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于：在步骤4)中所述的通气搅拌，通气速率范围1-2L/min。

14.根据权利要求1所述的一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于：在步骤5)中所述的熔炼，一次熔炼时间范围为15-90min。

15.根据权利要求14所述的一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于：在步骤5)中所述的熔炼，一次熔炼时间范围为15-30min。

16.根据权利要求1所述的一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于：在步骤6)中所述重复步骤4)-5)，重复次数范围为5-20次。

17.根据权利要求1所述的一种采用含铁化合物去除工业硅中硼磷杂质的方法，其特征在于：在步骤6)中所述重复步骤4)-5)，重复次数范围为8-15次。