[发明专利]晶体硅切割废料制备超冶金级硅的方法

权利要求书

1.一种晶体硅切割废料制备超冶金级硅的方法，其特征在于，包括：

(1)将晶体硅切割废料进行第一次预处理后得到晶体硅粗选料浆液，将粗选料浆液经第二次预处理后得到净化精选料；

(2)将步骤(1)得到的净化精选料经压块处理后得到第一精选料块，将第一精选块料经控氧熔炼精炼处理后渣、硅分离，得到第一熔体硅和第一精炼渣；

(3)将第一熔体硅和/或第一精炼渣进行杂质化学重构后得到第一改性固体硅和/或第二改性固体硅；

其中，所述第一熔体硅的化学重构方法包括：向第一熔体硅中加入杂质重构剂，经控氧、搅拌、控速冷却处理，得到第一改性固体硅；所述杂质重构剂包括Ca、Al、Ti、Sn、Cu、Ce、La、Pr、Nd中的至少一种；

其中，所述第一精炼渣的化学重构方法包括：向第一精炼渣中添加金属氧化物，在控氧、搅拌处理的同时利用渣硅界面氧化还原反应进行杂质化学重构，经渣/硅分离、控速冷却处理后得到第二改性固体硅；所述金属氧化物包括CaO、MgO、Al₂O₃、TiO₂、Cr₂O₃、MnO_x、SrO、Ce₂O₃、PbO中至少一种；

(4)将步骤(3)得到的第一改性固体硅和/或第二改性固体硅中的重构杂质相去除后得到所述超冶金级硅。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

步骤(1)中所述第一次预处理的方法包括破碎分级、浆液配制、物理离心中的至少一种；

步骤(1)中所述第二次预处理的方法包括固液分离、酸洗除杂、水洗、干燥中的至少一种；

步骤(2)中所述压块处理方法包括将净化精选料与粘结剂混合后压制、烘干；

步骤(2)中所述控氧熔炼精炼处理步骤包括控氧处理和渣洗处理；

其中，所述控氧处理的方法包括真空控氧或惰性气体保护控氧；

其中，所述渣洗处理包括将精选料块分多次放入熔渣中进行熔炼精炼，熔炼精炼温度大于1450℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

步骤(2)中所述控氧熔炼精炼处理步骤中熔渣与第一精选料块的质量比为0.1～0.5∶1。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述的熔渣包括主剂和辅剂，所述主剂包括Na₂O、SiO₂中的至少一种；所述辅剂包括CaO、MgO、Al₂O₃、CaF₂、NaF、FeO_x、Na₃AlF₆、BaO、BaF₂、TiO₂、Cr₂O₃、B₂O₃、MnO_x、K₂O、ZrO₂、ZnO、Li₂O、SrO、Ce₂O₃、PbO、CaCl₂、NaCl、KCl中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述控速冷却的方法包括匀速冷却、变速冷却或阶段性冷却，冷却速率为0.1～15℃/min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

步骤(4)中所述超冶金级硅的纯度为大于99.99％；

步骤(4)中所述重构杂质相的去除方法包括将第一改性固体硅和/或第二改性固体硅经化学除杂处理后实现重构杂质相的去除。