[发明专利]切割硅粉渣制备高纯硅的方法及装置

权利要求书

1.一种切割硅粉渣制备高纯硅的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将切割硅粉原料压制成块状硅料；

(2)将渣剂、辅料硅块和块状硅料熔成混合高温熔体；

(3)将惰性气体吹入混合高温熔体中。

2.根据权利要求1所述的切割硅粉渣制备高纯硅的方法，其特征在于，步骤(1)中所述切割硅粉原料为碳化硅和金刚线切割晶硅后的硅粉废料中的一种或两种的组合。

3.根据权利要求1所述的切割硅粉渣制备高纯硅的方法，其特征在于，步骤(1)得到的所述块状硅料的尺寸为5～20cm，优选5～10cm，所述块状硅料的含水量低于10％，优选低于5％。

4.根据权利要求1所述的切割硅粉渣制备高纯硅的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述渣剂、辅料硅块和块状硅料的添加顺序包括顺序添加、逆序添加和间隔添加。

5.根据权利要求1所述的切割硅粉渣制备高纯硅的方法，其特征在于，所述渣剂包括Na2O和SiO2，所述渣剂还包括CaO、MgO、Al2O3、CaF2、NaF、FeOx、BaO、BaF2、TiO2、Cr2O3、B2O3、MnOx、K2O、ZrO2、ZnO、Li2O、SrO、Ce2O3、PbO、CaCl2、NaCl和KCl中的一种或两种以上的组合；所述辅料硅块为硅单质。

6.根据权利要求1所述的切割硅粉渣制备高纯硅的方法，其特征在于，步骤(3)中，惰性气体吹入混合高温熔体中的方式包括连续强吹、连续软吹和强弱间隔吹气。

7.一种由切割硅粉制备高纯硅的装置，其特征在于，所述装置包括熔炼炉，且所述装置分成物料输送区、循环歧化反应区和熔炼精炼区，其中，

所述物料输送区包括渣剂混料槽、粉料输送机及炉盖加料口，用于给熔炼炉进料并进行前处理；

所述熔炼精炼区在熔炼炉内部，用于将原料熔化为高温熔体；

所述循环歧化反应区包括炉盖和熔炼炉内熔体上部的气体反应区间，所述炉盖将反应产生的一氧化硅气体回挡至熔体表面，由此控制反应中的一氧化硅和碳化硅反应生成单质硅，进一步精制得到所述高纯硅。

8.根据权利要求7所述的由切割硅粉制备高纯硅的装置，其特征在于，所述熔炼炉的底部有炉底透气砖，所述炉底透气砖的数量为1～8个，优选4个，更优选为2个。

9.根据权利要求7所述的由切割硅粉制备高纯硅的装置，其特征在于，所述炉盖为圆拱形水冷多功能炉盖，其上表面密布缠绕冷却无缝密封水管，所述水管为铜制材料。

10.根据权利要求7所述的由切割硅粉制备高纯硅的装置，其特征在于，所述炉盖下部直径与所述加热炉炉口相当，炉盖内部不设置挡板或设置挡板。