SU1333229A3 - Способ получени кремни - Google Patents
Способ получени кремни Download PDFInfo
- Publication number
- SU1333229A3 SU1333229A3 SU833559298A SU3559298A SU1333229A3 SU 1333229 A3 SU1333229 A3 SU 1333229A3 SU 833559298 A SU833559298 A SU 833559298A SU 3559298 A SU3559298 A SU 3559298A SU 1333229 A3 SU1333229 A3 SU 1333229A3
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- gas
- plasma
- reducing agent
- furnace
- reaction zone
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims abstract description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 6
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010405 reoxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 101100518987 Mus musculus Pax1 gene Proteins 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- -1 for example Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000011034 rock crystal Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к способу получени кремни и позвол ет упростить процесс и повысить выход. Способ включает восстановление кремнезема в плазменной зоне газового потока . Восстановление осуществл ют путем введени порошкообразного кварца, восстанавливающего агента и плазменного газа в печь, заполненную куско- образными графитовыми брикетами, непрерывно подаваемыми в печь по мере их расходовани . В качестве восстанавливающего агента используют углеводород или газовую сажу. В качестве плазменного газа используют пропущенный через злектрическую дугу плазменного генератора газ, отход щий из зоны реакции и содержащий окись углерода и водород. 1 з.п.ф-лы. СИ
Description
Изобретение относитс к способу получени кремни из порошковогр материала , содержащего двуокись кремни ,
Цель изобретени - упрощение и удешевление способа и повышени выхода кремни .
Пример 1. Раздробленньй ква , типа горного хрустал с содержанием
примесей меньше, чем 100 млн , и . размером частиц 0,1 мм используют в качестве исходного кремниевого продукта . Реакционна камера представл ет собой графитовые брикеты. В ка- честв;е восстанавливающего агента используетс пропан (сжиженный продукт .переработки нефти) и в качестве не- сущего газа и плазменного газа - очи- щенньй восстанавливающий газ, предг°
ставл ющий собой СО и Н
Подаваема электрическа энерги составл ет 1000 кВт.ч. Подача исходного материала составл ет 2,5 кг SiO в минуту и восстанавливающего агента 1,5 кг пропана в минуту.
Всего в эксперименте получено примерно 300 кг высокочистого Si, Средний расход электроэнергии составл ет примерно 15 кВт.ч/кг Si.
Эксперимент проведен в небольшом масштабе и тепловые потери поэтому значительные. Тепловые потери могут быть уменьшены дополнительно за счет извлечени газа, тепловые потери также значительно уменьшаютс на большой установке .
Пример2. В услови х примера 1 получают высокочистый кремний при использовании в качестве восстанавливающего агента порошковой газовой сажи. Подача составл ет.1,2 кг газовой сажи в минуту. При этом получают 200 кг высокочистого Si, Средний расход энергии 13,5 кВт.ч/кг полученного45 ватьс оптимальные услови дл умень- Si.шени потерь SiO.
Выход кремни достигает в приме- Так как реакционна камера полн.о- и 2 80%.
pax 1
Такое ведение процесса дает возможность концентрировать всю последовательность реакции в значителы-ю эг- раниченной реакционной зоне в направлении , св занном с фурменным отверстием , посредством чего высокотемпературный объем в процессе может удер- Ж1 атьс очень ограниченным. Это большое преимущество по сравнению с ранее известными процессамИэ в которых восстановительные реакции осуще50
55
стью окружена кусковым восстанавливающим агентом, то эффективно предотвращаетс повторное окисление SiO. Твердый восстанавливающий агент в кус- кообразном виде непрерывно подаетс в зону реакции по мере его израсходовани .
Кусковой восстанавливающий агент может представл ть собой кокс, древесный кокс, нефт ной кокс и/или газовую сажу, а плазменный газ, использующийс в процессе, может состо ть из
3229
ствл ютс последовательно, распростран сь на большой печной объем. При формировании процесса таким
J образом, что все реакции происход т в реакционной зоне в коксовом материале пр мо перед плазменным генератором , реакционна зона может поддерживатьс при очень йысоком и контро10 лируемом температурном уровне, где преимущественно осуществл етс реакци
2
SiOj + 2С Si -f 2СО.
Все реагирующие вещества LSiOj SiO, Sic, Si, С, CO одновременно наход тс в зоне реакции, в результате чего вещества SiO и SiC, Получающиес в небольших количествах, немедленно вступают в реакцию следующим образом:
Таким образом, окончательные продукты , покидающие зону реакции, во всех случа х представл ют собой жидкий Si и газообразный СО. Предлагаемый процесс, нечувствителен к электрическим свойствам исходного материала, что облегчает выбор восстанавливаю- щ&го агента.
Вводимый восстанавливающий агент
может представл ть собой углеводород, например такой как природный газ, угольна пыль, древесно-угольна пыль, газова сажа, нефт ной кокс, который может быть очищен, и коксовую мелочь.
Температура, требуема дл процесса , может легко регулироватьс с помощью количества, электрической энергии , подаваемой с единицей плазменого газа,- так что могут поддержиТак как реакционна камера полн.о-
0
5
стью окружена кусковым восстанавливающим агентом, то эффективно предотвращаетс повторное окисление SiO. Твердый восстанавливающий агент в кус- кообразном виде непрерывно подаетс в зону реакции по мере его израсходовани .
Кусковой восстанавливающий агент может представл ть собой кокс, древесный кокс, нефт ной кокс и/или газовую сажу, а плазменный газ, использующийс в процессе, может состо ть из
3133322
использующегос в процессе газа, циркулирующего из реакционной зоны.
Твердый восстанавливающий агент может представл ть собой порошок, превращенный в кусковую форму с помощью св зующего, состо щего из С и Н и возможно О, а также сахарозы. На пилотной установке достигаетс выход не менее 80%, в то врем как по известному способу он не превышает 50%.
10
Форм.ула изобретени
ба и повышени выхода продукта, вос становление осуществл ют путем вве- денр порошкообразного кварца, восстанавливающего агента и плазменног газа в печь, заполненную кускообраз ными графитовыми брикетами, непреры но подаваемыми в печь по мере их ра ходовани , причем в качестве восста навливающего агента используют угле водород или газовую сажу, а в качестве плазменного газа используют пр пущенный через электрическую дугу плазменного генератора гаэ, отход щ
1. Способ получени кремни , вклю- 15 из зоны реакции и содержащий окись
чающий восстановление кремнезема в плазменной зоне газового потока, отличающийс тем, что, с целью упрощени и удешевлени спосо
ба и повышени выхода продукта, восстановление осуществл ют путем вве- денр порошкообразного кварца, восстанавливающего агента и плазменного газа в печь, заполненную кускообраз- ными графитовыми брикетами, непрерывно подаваемыми в печь по мере их расходовани , причем в качестве восстанавливающего агента используют углеводород или газовую сажу, а в качестве плазменного газа используют пропущенный через электрическую дугу плазменного генератора гаэ, отход щий
углерода и водород,
2. Способ-по По1,отличаю- щ и и с тем, что дугу в плазменном генераторе генерируют индуктивно.
Claims (2)
- Форм.ула изобретения1. Способ получения кремния, вклю- 1 чающий восстановление кремнезема в плазменной зоне газового потока, отличающийся тем, что, с · целью упрощения и удешевления спосо ба и повышения выхода продукта, восстановление осуществляют путем введения порошкообразного кварца, восстанавливающего агента и плазменного газа в печь, заполненную кускообразными графитовыми брикетами, непрерывно подаваемыми в печь по мере их расходования, причем в качестве восстанавливающего агента используют углеводород или газовую сажу, а в качестве плазменного газа используют пропущенный через электрическую дугу плазменного генератора газ, отходящий из зоны реакции и содержащий окись углерода и водород.
- 2. Способ-по п.1, отличаю- щ и й с я тем, что дугу в плазменном генераторе генерируют индуктивно.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU833559298A SU1333229A3 (ru) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | Способ получени кремни |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU833559298A SU1333229A3 (ru) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | Способ получени кремни |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1333229A3 true SU1333229A3 (ru) | 1987-08-23 |
Family
ID=21052018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU833559298A SU1333229A3 (ru) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | Способ получени кремни |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1333229A3 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000050342A1 (en) * | 1999-02-25 | 2000-08-31 | Abdjukhanov Mansur Abdrakhmano | Silicon purifying method and device for realising the same |
| RU2385291C1 (ru) * | 2008-06-24 | 2010-03-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской Академии Сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ) | Способ получения кристаллического кремния высокой чистоты (варианты) |
-
1983
- 1983-02-28 SU SU833559298A patent/SU1333229A3/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Европейский патент № 0039417, кл. С 01 В 33/02, 1981. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000050342A1 (en) * | 1999-02-25 | 2000-08-31 | Abdjukhanov Mansur Abdrakhmano | Silicon purifying method and device for realising the same |
| RU2159213C2 (ru) * | 1999-02-25 | 2000-11-20 | Абдюханов Мансур Абдрахманович | Способ очистки кремния и устройство для его осуществления |
| RU2385291C1 (ru) * | 2008-06-24 | 2010-03-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской Академии Сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ) | Способ получения кристаллического кремния высокой чистоты (варианты) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4439410A (en) | Method of manufacturing silicon from powdered material containing silica | |
| US4836997A (en) | Plasma production of trichorosilane, SiHCl3 | |
| US4680096A (en) | Plasma smelting process for silicon | |
| CA1059065A (en) | Arc reforming of hydrocarbons | |
| EP0766645A1 (en) | Process for producing silicon carbide | |
| US6521003B2 (en) | Treatment of solid carbonaceous material | |
| SU1329623A3 (ru) | Способ получени ферросилици | |
| CA1288214C (en) | Addition of calcium compounds to the carbothermic reduction of silica | |
| US4594236A (en) | Method of manufacturing calcium carbide from powdered lime and/or limestone | |
| EP0243880B1 (en) | Silicon carbide as a raw material for silicon production | |
| CA1189478A (en) | Manufacture of aluminium-silicon alloys | |
| SU1333229A3 (ru) | Способ получени кремни | |
| RU2383493C1 (ru) | Способ карботермического восстановления кремния | |
| US2928721A (en) | Method for producing thorium tetrachloride | |
| US2780527A (en) | Production of graphite | |
| JPS61117110A (ja) | 金属珪素の製造方法ならびにその製造装置 | |
| JPS616114A (ja) | 金属珪素の製造方法ならびにその装置 | |
| JPH0372008B2 (ru) | ||
| NO170970B (no) | Fremgangsmaate ved fremstilling av silisium med gassplasmasom energikilde |