[实用新型]将SiO2还原为Si的熔盐电解装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种熔盐电解装置，特别是一种熔盐电解二氧化硅提硅的电解装置，属于电化学冶金技术领域。

背景技术

硅是制造半导体和新型复合材料的重要原料。目前硅的工业生产方法普遍采用改良西门子方法。然而该方法却存在能耗高、污染严重的问题，同时用该方法生产的硅产量非常有限，而且生产成本居高不下，导致工厂无法大批量生产硅。另外采用改良西门子法来生产硅，其排放出来的废物会严重污染环境。采用电解法来制硅，又会由于二氧化硅与硅所具有的高电阻特性，从而导致电解难度加大。另外由于还原生成的硅会发生沉积，一旦硅沉积后就会增加其收集和处理的难度。因此目前仍然没有一种适用于SiO₂还原为Si的熔盐电解装置。

发明内容

为解决现有硅生产存在的高污染、高能耗，以及硅电解难度大，易发生硅沉积，且沉积硅收集处理困难等问题，本实用新型提供一种将SiO₂还原为Si的熔盐电解装置。

本实用新型通过下列技术方案完成：一种将SiO₂还原为Si的熔盐电解装置，包括其内带空腔、其内壁设有耐火保温层，耐火保温层中设电阻丝的壳体，置于壳体内的熔盐坩锅，设于壳体上的其上带通孔的炉盖，其特征在于熔盐坩锅通过导线与壳体外的阳极导线相连，熔盐坩锅内设有其上设绝缘盖、其内设空腔的多孔坩锅，阴极置于多孔坩锅内，并通过导线与壳体外的阴极导线相连。以便通电加热至600℃以上时，加电压进行电解，并使生成物-Si全部聚集在多孔坩埚内而方便出炉。

所述熔盐坩锅内多孔坩锅外设有参比电极，并通过导线引出壳体外。

所述多孔坩锅上的绝缘盖上设有物料加入通孔，以将SiO₂原料通过通孔送入其内的空腔中。

所述炉盖上的通孔分设为进气孔、出气孔、电极插入孔，以便通过进气孔和出气孔向空腔内通入惰性气体，从而保护生成物——Si不被氧化。

所述电极插入孔分设为参比电极导线插入孔、阴极导线插入孔和阳极导线插入。

本实用新型具有下列优点和效果：采用上述方案，克服了制备硅过程中存在电解时间长，能耗高，污染严重，硅收集难等问题。而且采用二氧化硅作为原料，熔盐能直接电解制备出纯度比较高的硅。同时电解反应是在惰性气体保护下进行，能有效防止硅被氧化，且废气产生微小。本实用新型设备简单，反应器以及坩埚都采用价格低廉的石墨作为原料。反应温度低，能耗低，实为一理想的硅电解装置。

附图说明

图1为本实用新型之结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

如图1，本实用新型提供的将SiO₂还原为Si的熔盐电解装置，包括其内带空腔17、其内壁设有耐火保温层3，耐火保温层3中设电阻丝2的壳体1，置于壳体1内的熔盐坩锅5，设于壳体1上的其上带通孔的炉盖7，其中熔盐坩锅5通过导线13与壳体1外的阳极导线相连，以用作阳极，熔盐坩锅5内设有其上设绝缘盖14、其内设空腔18的多孔坩锅15，阴极16置于多孔坩锅15内，并通过导线与壳体1外的阴极导线相连；所述熔盐坩锅5内多孔坩锅15外设有参比电极4，并通过导线引出壳体外；所述多孔坩锅15上的绝缘盖14上设有物料加入通孔，以将SiO₂原料通过通孔送入其内的空腔18中；所述炉盖7上的通孔分设为进气孔8、出气孔11、参比电极4导线插入孔9、阴极导线插入孔10和阳极导线插入孔12。