[发明专利]一种基于氧化物高温固相反应的金属硅提纯方法

权利要求书

1.一种基于氧化物高温固相反应的金属硅提纯方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)取一定质量的γ-Al₂O₃和BaO粉状原料，BaO的质量占γ-Al₂O₃质量的10～40％。

(2)拌匀，在球磨机中球磨6～15小时，球磨的目的一是将γ-Al₂O₃和BaO的颗粒尺寸减小，二是进一步使γ-Al₂O₃和BaO混合均匀，在球磨完成后，γ-Al₂O₃颗粒被一层BaO包围，这将有效地控制γ-Al₂O₃在后面液态硅中与SiO₂间的固相反应。

(3)固相反应中γ-Al₂O₃与SiO₂之间3∶2的摩尔比，根据步骤(1)中所称取的γ-Al₂O₃摩尔量，称取适量的SiO₂粉状原料，然后将所称量的SiO₂原料放置于球磨机中球磨6～10小时。

(4)将步骤(1)和步骤(3)中所得到的原料一起放置于混料机中混合0.5～1.5小时，由于混料机对原料颗粒没有细化的作用，因此原料颗粒的尺寸在本步骤中不会变化。因γ-Al₂O₃颗粒被一层BaO包围，因此BaO在γ-Al₂O₃与SiO₂粉料之间形成了一个固相扩散的屏障，从而可以有效地控制固相反应的进程。

(5)将步骤(4)所得到的造渣剂颗粒加入到熔融的液态硅中，造渣剂占硅质量的比为20％～40％。液态硅的温度约为1435℃，造渣剂颗粒中的γ-Al₂O₃与SiO₂开始按固相反应发生反应生成莫来石，反应完成时间与步骤(1)中BaO加入量和球磨时间有关，一般为2～6小时。在本步骤中，可以不断地底吹或顶吹惰性气体搅动液态硅，使造渣剂颗粒与液态硅充分接触，提高吸杂效率。

(6)在步骤(5)造渣完成后，将液态硅冷却凝固，切除造渣剂，即得到提纯后的硅。