工业硅合金精炼过程中硅/合金熔剂的分离与提纯
发布时间：2021-10-14 21:55
随着光伏行业的迅速发展,太阳能级多晶硅的需求急剧增加,由于化学法（改良西门子法、硅烷法等）存在能耗高、污染大、安全隐患大等严重问题,冶金法提纯太阳能级多晶硅越来越受到人们的关注。合金精炼作为一种杂质分离提纯的新体系,改变了杂质的存在形式和位置,强化了杂质的分离属性,并实现低温净化。该工艺有望大幅降低冶金法提纯硅的总能耗。针对合金精炼工艺中存在的硅/合金熔剂分离难的问题,并根据硅与合金熔剂之间的熔化与凝固过程特性差异分别提出了超重力离心分离工艺和合金精炼-定向凝固耦合强化分离与提纯过程。本论文讨论了硅/合金熔剂分离工艺的分离效果及其影响因素,并深度分析其分离机理。最后,研究了合金精炼-定向凝固过程中晶体硅的提纯热力学与提纯效果,并探讨其分离机理。通过实验和理论的研究,本论文得到如下结果:（1）考察了超重力分离工艺的分离效果。结果表明,该工艺能有效地实现硅与合金熔剂的高温相分离,并能将合金熔剂直接回收利用。此方法与直接酸洗离子化分离合金熔剂相比,可减少90%以上的耗酸量。（2）探讨了超重力分离机理。结果表明,在分离过程中合金熔剂在固体硅颗粒间的赋存状态不断发生改变。其状态逐渐由自由的液体向...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太阳能电池工作原理图
图 1.2 太阳级多晶硅新生产技术研究路线示意图1) 改良西门子法良西门子法的流程可以分为以下几个步骤，如图 1.3。(1) 在高温硅反应生成三氯氢硅；(2) 利用精馏的方式将三氯氢硅提纯至 9 N用超纯氢气还原三氯氢硅获得高纯硅。该方法具有生产工艺成熟、无爆炸危险等优点。改良西门子法能生产出 9-11 N 的电子级硅。流的生产超纯硅的方法，其生产的多晶硅占世界总产能的 80%左右子法仍存在一些问题：如投资大，周期长，污染大，效率低等。
图 1.2 太阳级多晶硅新生产技术研究路线示意图) 改良西门子法良西门子法的流程可以分为以下几个步骤，如图 1.3。(1) 在高温下盐硅反应生成三氯氢硅；(2) 利用精馏的方式将三氯氢硅提纯至 9 N 以上超纯氢气还原三氯氢硅获得高纯硅。该方法具有生产工艺成熟、产品无爆炸危险等优点。改良西门子法能生产出 9-11 N 的电子级硅。它是流的生产超纯硅的方法，其生产的多晶硅占世界总产能的 80%左右。但子法仍存在一些问题：如投资大，周期长，污染大，效率低等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝硅熔体中富集初晶硅提纯硅(英文)[J]. 余文轴,马文会,吕国强,任永生,薛海洋,戴永年. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(11)
[2]工业硅真空感应精炼过程熔体流动行为数值模拟[J]. 吕国强,马文会,王华,魏奎先,杨玺,罗涛,薛海洋. 材料热处理学报. 2013(10)
[3]铝硅熔体超重力凝固提纯硅(英文)[J]. 李京伟,郭占成,唐惠庆,王志,孙士瞳. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(04)
[4]电磁搅拌铝合金熔体速度场计算及分析[J]. 王承志,刘凤国,贾丹,张玉妥,袁晓光. 铸造. 2012(04)
[5]硅半导体太阳能电池进展[J]. 李怀辉,王小平,王丽军,刘欣欣,梅翠玉,刘仁杰,江振兴,赵凯麟. 材料导报. 2011(19)
[6]谈硅烷法制备太阳能级多晶硅的工艺[J]. 肖全松,张纯. 江西化工. 2011(03)
[7]我国改良西门子法多晶硅生产技术进展[J]. 严世权,叶芸华. 上海有色金属. 2010(04)
[8]硅烷法制备多晶硅工艺的探讨[J]. 李永青. 河南化工. 2010(19)
[9]流化床法制备太阳能级多晶硅冷态研究[J]. 李昀珺,铁生年. 青海大学学报(自然科学版). 2010(04)
[10]太阳能光伏发电材料的发展现状[J]. 殷志刚. 可再生能源. 2008(05)
硕士论文
[1]铸造多晶硅热流场模拟与实验设备的改进研究[D]. 袁文佳.南昌大学 2013
本文编号：3436882
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太阳能电池工作原理图
图 1.2 太阳级多晶硅新生产技术研究路线示意图1) 改良西门子法良西门子法的流程可以分为以下几个步骤，如图 1.3。(1) 在高温硅反应生成三氯氢硅；(2) 利用精馏的方式将三氯氢硅提纯至 9 N用超纯氢气还原三氯氢硅获得高纯硅。该方法具有生产工艺成熟、无爆炸危险等优点。改良西门子法能生产出 9-11 N 的电子级硅。流的生产超纯硅的方法，其生产的多晶硅占世界总产能的 80%左右子法仍存在一些问题：如投资大，周期长，污染大，效率低等。
图 1.2 太阳级多晶硅新生产技术研究路线示意图) 改良西门子法良西门子法的流程可以分为以下几个步骤，如图 1.3。(1) 在高温下盐硅反应生成三氯氢硅；(2) 利用精馏的方式将三氯氢硅提纯至 9 N 以上超纯氢气还原三氯氢硅获得高纯硅。该方法具有生产工艺成熟、产品无爆炸危险等优点。改良西门子法能生产出 9-11 N 的电子级硅。它是流的生产超纯硅的方法，其生产的多晶硅占世界总产能的 80%左右。但子法仍存在一些问题：如投资大，周期长，污染大，效率低等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝硅熔体中富集初晶硅提纯硅(英文)[J]. 余文轴,马文会,吕国强,任永生,薛海洋,戴永年. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(11)
[2]工业硅真空感应精炼过程熔体流动行为数值模拟[J]. 吕国强,马文会,王华,魏奎先,杨玺,罗涛,薛海洋. 材料热处理学报. 2013(10)
[3]铝硅熔体超重力凝固提纯硅(英文)[J]. 李京伟,郭占成,唐惠庆,王志,孙士瞳. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(04)
[4]电磁搅拌铝合金熔体速度场计算及分析[J]. 王承志,刘凤国,贾丹,张玉妥,袁晓光. 铸造. 2012(04)
[5]硅半导体太阳能电池进展[J]. 李怀辉,王小平,王丽军,刘欣欣,梅翠玉,刘仁杰,江振兴,赵凯麟. 材料导报. 2011(19)
[6]谈硅烷法制备太阳能级多晶硅的工艺[J]. 肖全松,张纯. 江西化工. 2011(03)
[7]我国改良西门子法多晶硅生产技术进展[J]. 严世权,叶芸华. 上海有色金属. 2010(04)
[8]硅烷法制备多晶硅工艺的探讨[J]. 李永青. 河南化工. 2010(19)
[9]流化床法制备太阳能级多晶硅冷态研究[J]. 李昀珺,铁生年. 青海大学学报(自然科学版). 2010(04)
[10]太阳能光伏发电材料的发展现状[J]. 殷志刚. 可再生能源. 2008(05)
硕士论文
[1]铸造多晶硅热流场模拟与实验设备的改进研究[D]. 袁文佳.南昌大学 2013
本文编号：3436882
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3436882.html
