[发明专利]一种回收氯硅烷渣浆残液制备硅酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用有机溶剂回收氯硅烷渣浆残液中的有用成分并制备硅酸酯的方法，旨在高效高质地回收利用氯硅烷渣浆残液中的氯硅烷、硅粉和催化剂，不但能够达到物料几乎百分之百回收利用的节能减排要求，更是在降低生产物料成本和环保压力的同时生产出极具价值的化工原料硅酸酯，属于环保及化工新材料领域。

背景技术

近年来，随着光伏产业的迅猛发展，太阳能电池对半导体硅（包括多晶硅、单晶硅和薄膜硅）的需求量也日益增大。晶体硅材料是最主要的光伏材料，其市场占有率在90％以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。

目前国际上生产晶体硅材料主要的工艺还是化学方法，包括比较成熟的西门子法以及正在迅速发展的硅烷法和流化床法等。采用这些方法生产晶体硅材料，氯硅烷都是其必须的中间产品。四氯化硅（STC）、三氯氢硅（TCS）和二氯二氢硅（DCS）主要为西门子法和硅烷法多晶硅生产的中间体或原料，也大量用于制造光导纤维、外延、蚀刻、化学气相淀积及气相法白炭黑等。

在氯硅烷生产中，不论是合成TCS还是通过氢化还原制备TCS，或者是各种氯硅烷、硅烷之间的歧化或者反歧化反应，其相应的反应装置和提纯过程中都难免会产生大量的渣浆残液。在多晶硅生产中，渣浆残液主要来自STC氢化还原、TCS合成、氯硅烷分离提纯等装置。尤其是采用冷氢化工艺后，冷氢化装置及分离提纯装置排放的渣浆残液量大大增加。

冷氢化制备TCS比热氢化效率高，但反应中需要加入催化剂，而且渣浆残液量的排放也增加了很多。据统计，采用冷氢化制备TCS，平均每生产一吨TCS会产生氯硅烷渣浆残液0.04吨。即年产十万吨TCS的冷氢化装置一年会产生氯硅烷渣浆残液4000吨。该渣浆残液中含有大量的STC、硅粉、催化剂及其它金属氯化物杂质。以某多晶硅生产企业的冷氢化装置所排出的渣浆残液为例，其主要成分及对应的比例如表1所示：

表1渣浆残液中的主要成分

组分实际成分主要成分含量（wt）氯硅烷STC、有机氯硅烷SiClnRm Si₂Cl₆、Si₂HCl₅、Si₂H₂Cl₄、Si₂Cl₆O、Si₃Cl₈、Si₄Cl₁₀（R=CH₃,CH₃CH₂等）STC0.75~0.90金属氯化物CuCl、CuCl₂、AlCl₃、FeCl₃CuCl0.02~0.08硅粉Si粉Si粉0.06~0.25