[发明专利]一种金属硅冶炼深度除杂的方法

说明书

本发明公开了一种金属硅冶炼深度除杂的方法，包括以下步骤：S1、组合脱铝剂，将镁盐和钠盐按照一定比例混合成脱铝剂备用；S2、氩气熔化，将造渣剂与金属硅混合后碾压成球形硅料，投入冶炼炉中，在温度1700度‑1800度环境下熔化。本发明通过对冶炼深度除杂方法的改进，解决了传统金属硅生产冶炼中，耗费能源、工艺复杂和工序繁琐的问题，达到了可以在冶炼金属硅时，利用氧气进行铝和钙反应生成熔渣的同时，使用脱铝剂进行深化脱铝，再利用造渣剂和氩气的配合进行对硼的去除，并在冷却后进行酸洗，达到了钙、铝、硼等杂质的深度清除的目的，工艺简单，方便操作，降低了成本，降低了能源损耗，方便使用。

技术领域

本发明涉及冶炼深度除杂技术领域，尤其涉及一种金属硅冶炼深度除杂的方法。

背景技术

硅材料具有元素含量丰富、化学稳定性好、无环境污染等优点，又具有良好的半导体材料特性，是半导体工业中最重要且应用最广泛的元素半导体材料，是微电子工业和太阳能光伏工业的基础材料。多晶硅生产多年来一直以提高纯度、综合利用降低成本为宗旨，其纯度达11个“9”，以满足半导体级多晶硅的需要。

在传统的金属硅生产中，提高金属硅产品质量、扩大产品品种的主要是通过“清洁原料”（即采用清洁的矿产品和优质还原剂）、强化精炼或熔化重结晶后用酸去除杂质从而得到更高品级的硅。在这类提高产品质量扩大产品品种的技术手段中，“清洁原料”方式受制于高品级原材料资源有限且价格高，强化精炼方式不利于节能降耗，因此，开发新的精炼工艺或研究新的杂质去除手段，是提高金属硅产品质量、扩大产品品种的一种新趋势，为此，我们提出一种金属硅冶炼深度除杂的方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种金属硅冶炼深度除杂的方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种金属硅冶炼深度除杂的方法，包括以下步骤：

S1、组合脱铝剂，将镁盐和钠盐按照一定比例混合成脱铝剂备用；

S2、氩气熔化，将造渣剂与金属硅混合后碾压成球形硅料，投入冶炼炉中，在温度1700度-1800度环境下熔化，在氩气的氛围下进行造渣处理，所述造渣剂为K₂0-MgC1₂-SiO₂-CaO，所述金属硅为块状或粉状，其中硼的含量为8ppmw；

S3、吹氧精炼，保持冶炼炉内的温度保持在1600度-1700度，将充足的氧气通入硅水中；

S4、取样检测，将冶炼炉内的温度保持在1600度-1650度，待精练到一定程度时，取样分析铝含量和硼含量；

S5、深度除铝，硅水中的铝含量大于12%时，将准备好的脱铝剂的二分之一投入到冶炼炉内，并充分搅拌，搅拌5-10分钟后，将剩余的二分之一的脱铝剂再次投入到冶炼炉内，再次搅拌10-20分钟，整个过程需要在30分钟内完成；

S6、过滤除杂，将深度除铝和除硼后的硅水内的熔渣进行去除；

S7、硅料粉碎研磨，冷却后，将造渣处理后的硅料进行粉碎、研磨、筛选，得到硅粉；

S8、依次浸泡，将所得到的硅粉加入到盐酸和氢氟酸混合液中浸泡，且浸泡时间为4h-8h，浸泡完毕，再将硅粉加入到硝酸和双氧水的混合液中浸泡，浸泡时间为6h-12h；

S9、冲洗、抽滤，最后将硅粉加入到氢氟酸和有机胺的混合液中浸泡，且浸泡时间为19h-25h，然后进行冲洗、抽滤，得到冲洗干净的硅粉；

S10、喷雾干燥，将所得到的硅粉进行喷雾干燥，得到深度除杂的硅粉。

优选地，所述造渣剂与金属硅的质量比为0.05kg-0.5kg。