[发明专利]一种生产太阳能级多晶硅的新方法

权利要求书

1.一种生产太阳能级多晶硅的新方法，其特征在于按以下步骤完成：

(1)造渣除硼：金属硅原料放入坩埚中，坩埚置于敞开式的加热炉中，加热温度为1400～1600℃，进行高温熔化，待金属硅达到熔融状态后，加入造渣剂进行氧化反应，并捞渣，捞渣完毕，将硅液倒入容器中冷却，形成硅块儿；

(2)制粉酸洗：将硅块儿取出，经破碎、筛分，粗粒返回破碎形成闭路，磁选后，放入带搅拌的容器中，加入浓度为10～20％的混合酸，加温至50～80℃，搅拌反应6～12h，结束后过滤，滤液循环使用，滤饼经洗涤、脱水、烘干，得到酸洗中间产品硅粉；

(3)真空定向凝固提纯：将上一步中间产品硅粉放入容器中，再将容器放入抽真空的密闭定向凝固提纯设备中，抽真空至真空度≤10^-3Pa，熔化、长晶、退火、结晶、冷却等过程在同一设备内完成，取出硅锭，去除上表面料，得到初步提纯后的多晶硅锭；

(4)定向凝固铸锭：将上一步硅锭人工破碎成小块儿至粒度小于200mm后，再放入坩埚中，将坩埚放入定向凝固炉中进行铸锭。得到最终产品太阳能级多晶硅锭。

2.根据权利要求书1所述的一种生产太阳能级多晶硅的新方法，其特征在于，所述的加热炉为高频炉、中频炉、马弗炉、直流电流炉中的一种；所述的坩埚材质为石英坩埚或石墨坩埚；所述的造渣剂为高纯石英砂、碳酸钠、氧化钙、氟化钙、氢氧化钡中的一种或多种；造渣剂用量100～300％。

3.根据权利要求书1所述的一种生产太阳能级多晶硅的新方法，其特征在于，所述的氧化时间为0.5～1h，所述的出料方式为自然冷却或水淬；所述的盛硅液的容器材质为石英、石墨、硅中的一种。

4.根据权利要求书1所述的一种生产太阳能级多晶硅的新方法，其特征在于，所述的破碎设备为颚式破碎机、对辊破碎机、雷蒙磨、锥形破碎机中的一种或多种；破碎粒度上限为1mm，下线-325目含量＜10％。

5.根据权利要求书1所述的一种生产太阳能级多晶硅的新方法，其特征在于，所述的筛分设备为旋振筛、高频筛、直线筛中的一种或多种，筛分的方法为湿筛或干筛，筛网为不锈钢或高分子聚合材料，筛孔尺寸为1mm。

6.根据权利要求书1所述的一种生产太阳能级多晶硅的新方法，其特征在于，所述的磁选设备为转鼓磁选机、高梯度磁选机、永磁干式磁选机、磁棒中的一种或多种；磁选的方法为湿选或干选，磁选强度范围在12000～140000e之间。

7.根据权利要求书1所述的一种生产太阳能级多晶硅的新方法，其特征在于，所述的反应容器内部材质为聚四氟内衬。

8.根据权利要求书1所述的一种生产太阳能级多晶硅的新方法，其特征在于，所述的混合为硝酸、盐酸、氢氟酸、乳酸中的一种或多种；所述的过滤、脱水设备为板框压滤机、陶瓷过滤机、立式离心机中的一种或多种。

9.根据权利要求书1所述的一种生产太阳能级多晶硅的新方法，其特征在于，所述的烘干为油浴烘干，烘干温度为50～80℃，烘干时间为2～3小时。

10.根据权利要求书1所述的一种生产太阳能级多晶硅的新方法，其特征在于，所述的真空定向凝固提纯设备为定向凝固炉、电子束炉、等离子炉中的一种，其真空度≤10^-3Pa。；所述的切割设备为线切割机、带锯切割机中的一种。