[发明专利]用于从高硅铝合金提取硅的装置及其提取方法

权利要求书

1.用于从高硅铝合金提取硅的装置，有一个向熔化的高硅铝合金提供保护气氛的保护气体瓶（17），其特征在于第一电机（6）与第一减速器（5）连接，组成旋转机构，搅拌杆（13）的中部位置处与第一减速器（5）连接，减速器（5）能够驱动搅拌杆（13）旋转，第二电机（7）与第二减速器（8）、升降杆（9）和导轨（10）组成升降机构，搅拌杆13与安装在固定平台12上的轴承18连在一起，固定平台（12）与导轨（10）连在一起，升降机构能够驱动搅拌杆（13）上下移动，搅拌杆（13）的上端与升降杆（9）连接，搅拌杆（13）的下端连接有聚集底座（16），石墨坩埚（14）安装在电阻炉（15）中，搅拌杆（13）能够驱动聚集底座（16）在石墨坩埚（14）中进行旋转运动和升降运动。

2.根据权利要求1所述的用于从高硅铝合金提取硅的装置，其特征在于气体冷却杆（21）与干燥瓶（23）、冷却气体瓶（24）组成冷却机构，搅拌杆（13）内设有气体冷却杆（21），干燥瓶（23）一端的管路与冷却气体瓶（24）连接，干燥瓶（23）另一端的管路与加热管（22）连接，加热管（22）连接气体进口（11），气体进口（11）连接气体冷却杆（21），固定平台（12）上端开设有用于排出气体的气体出口（20）, 气体出口（20）与搅拌杆（13）和气体冷却杆（21）形成的空腔相通。

3.根据权利要求1所述的用于从高硅铝合金提取硅的装置，其特征在于搅拌杆（13）和聚集底座（16）材质为耐高温陶瓷。

4.根据权利要求1所述的用于从高硅铝合金提取硅的装置，其特征在于聚集底座（16）为U型，或者为平面型，聚集底座（16）的下部和侧部设有间距为10～50mm，直径为4～8mm的通孔。

5.从高硅铝合金提取硅的方法，采用如权利要求1所述用于从高硅铝合金提取硅的装置，其步骤为：

（1）将高硅铝合金放入石墨坩埚（14）中加热到800～1100℃，或高硅铝合金液由其他熔炼炉中熔炼后导入到本装置的石墨坩埚（14）中；

（2）通入保护气体，使合金充分熔化后，保温5～30分钟；或高硅铝合金液由其他熔炼炉中熔炼后导入到本装置的石墨坩埚（14）中，调整熔化温度，使其处于完全熔化均匀状态；

（3）以阶段降温方式凝集硅：每次降温幅度为2～10℃，每个阶段保温5～30min；

（4）以0.5～30n/min的速度搅拌高硅铝合金液，搅拌时间0.5～2min，搅拌完成后，搅拌杆（13）以0.5～10mm/min的速度上下移动，移动速度为0.5～10mm/min，移动幅度为0～10mm，每个阶段移动时间1～5min，移动后回复到原始位置；

（5）上述阶段完成后，进入下一个重复降温阶段；或以连续降温方式凝集硅：降温速度为0.2～10℃/min，搅拌和上下移动采用间歇搅拌和移动方式，或者是连续工作，工作参数如前；

（6）上述降温过程通过打开冷却机构实现；

（7）待温度降到650～620℃时，将聚集底座（16）提出；

（8）将提取出的含铝的结晶硅放入盐酸中浸泡溶铝，然后过滤；

（9）将过滤出的硅用去离子水清洗干燥，得到晶体硅。

6.根据权利要求5所述的从高硅铝合金提取硅的方法，其特征在于保护气体为氩气或氮气。

7.根据权利要求5所述的从高硅铝合金提取硅的方法，其特征在于按质量百分数，高硅铝合金中硅的含量为20～60%。