[发明专利]一种钠循环法生产太阳能级多晶硅的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产多晶硅的工艺方法，尤其是一种钠循环法生产太阳能级多晶硅的工艺方法。

背景技术

由于太阳能具有无与伦比的环保、低碳、取之不尽等优势及太阳能光伏产业的迅猛发展和新增需求，当前国际上已经形成了开发低成本、低耗太阳能和多晶硅的热潮，涌现出许多专门生产太阳能级多晶硅的新技术，目前常采用的多晶硅还原法有西门子法、硅烷法、硫化床法等，但是，现有的多晶硅还原法成本高，耗能量大，污染严重，增大了生产成本及环境污染。

发明内容

为了解决现有多晶硅还原法存在的问题，本发明提出了一种钠循环法生产太阳能级多晶硅的工艺方法，该种工艺方法采用化学物理转化法，生产工艺简单，无有毒气体排放，并能够将产生的副产品有效利用，大大节省了生产成本及能耗，有效促进了太阳能光伏产业的发展。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该一种钠循环法生产太阳能级多晶硅的工艺方法是：将氟硅酸钠Na2SiF6放入反应器，以300℃-800℃的温度加热分解1-5小时，生成四氟化硅SiF4气体和副产品氟化钠NaF，氟化钠NaF冷却成为固体后可以卖出；将高纯度金属钠Na在反应器中，加高温800℃-1000℃汽化成钠Na蒸汽；同时使四氟化硅SiF4气体和高纯度钠Na蒸汽按1∶4反应式量比沿管道进入反应炉，生成高纯度硅粉；高纯度硅粉进入第一收集器，控制温度在1000℃-1600℃之间，将粉末状高纯度硅Si高温熔融成块，制成多晶硅成品；其它混合气体进入第二收集器，通过控制温度在800℃-100℃，使氟化钠NaF和未反应的钠Na沉积，再将氟化钠NaF和钠Na加热分离，钠Na循环使用，氟化钠NaF作为副产品卖出；其它混合气体进入第三收集器，降温到10℃-0℃冷却，收集剩余的四氟化硅SiF4气体，加水溶解成氟硅酸H2SiF6溶液卖出；剩余的物质喷淋处理。

本发明的有益效果是：该一种钠循环法生产太阳能级多晶硅的工艺方法生产工艺简单，无有毒气体排放，原料来源广泛廉价，符合国家循环经济的概念，并能够将产生的副产品有效利用，大大节省了生产成本，有效促进了太阳能光伏产业的发展。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

附图1为该一种钠循环法生产太阳能级多晶硅的工艺方法的工艺流程图。

具休实施方式

在附图1中，该一种钠循环法生产太阳能级多晶硅的工艺方法是：将氟硅酸钠Na2SiF6放入反应器，以300℃-800℃的温度加热分解1-5小时，生成四氟化硅SiF4气体和副产品氟化钠NaF，氟化钠NaF冷却成为固体后可以卖出；将高纯度金属钠Na在反应器中，加高温800℃-1000℃汽化成钠Na蒸汽；同时使四氟化硅SiF4气体和高纯度钠Na蒸汽按1∶4反应式量比沿管道进入反应炉，生成高纯度硅粉；高纯度硅粉进入第一收集器，控制温度在1000℃-1600℃之间，将粉末状高纯度硅Si高温熔融成块，制成多晶硅成品；其它混合气体进入第二收集器，通过控制温度在800℃-100℃，使氟化钠NaF和未反应的钠Na沉积，再将氟化钠NaF和钠Na加热分离，钠Na循环使用，氟化钠NaF作为副产品卖出；其它混合气体进入第三收集器，降温到10℃-0℃冷却，收集剩余的四氟化硅SiF4气体，加水溶解成氟硅酸H2SiF6溶液卖出；剩余的物质喷淋处理。

生成的硅粉的杂质浓度＜0.02ppm(7N)。

原料氟硅酸钠Na2SiF6，是磷肥制作过程中的副产品，来源廉价和广泛；反过程中产生的副产品氟化钠NaF是优质的化工原料，用于制铝工业和牙膏生产，氟硅酸H2SiF6溶液可用于金属电镀、木材防腐，具有消毒性能，可作啤酒酿造中的消毒剂。