[发明专利]用于反应和熔化聚结和分离的多级系统

说明书

技术领域

本发明一般说来涉及各种材料的细粒或粉末的提纯和熔化聚结分离，并且更具体地说，涉及一种用于反应、提纯和熔化聚结分离精细粉末的多级系统。

背景技术

对生产包括金属、半导体和陶瓷的高纯度材料日益增长的需求持续存在。一种节约成本的潜在方式在于再循环来自各个工业工艺(诸如，锯切、研磨)，或来自流化床和长丝反应器的副产物，或来自产生非常精细的粉末分布于第二可熔化相中的生产工艺的残余材料，来生产这种高纯度材料。

然而，由于残余材料的尺寸导致非常高的表面积而易于污染、反应或降解，并且即使对残余材料的紧凑压缩结构而言，其热传导性也非常低，使得残余材料难以被加热和熔化，因此残余材料难以处理。例如，由于残余材料难以在清洁的系统中熔化以及重新产生高纯度材料，这些残余材料并未充分地再使用。

发明内容

在一个实施方式中，本发明一般说来涉及一种用于执行熔化聚结和分离的多级系统。在一个实施方式中，所述多级系统包含：第一容器，用于将粉末与盐混合，所述第一容器具有开口；加热构件，所述加热构件耦接至所述第一容器，用于加热所述第一容器；和第二容器，所述第二容器耦接至所述第一容器。

在一个实施方式中，本发明针对一种用于执行熔化聚结和分离粉末的方法。所述方法包含将所述粉末与一第二材料混合，将所述粉末与所述第二材料的混合物提供于第一容器中，将所述第一容器加热至第一温度以熔化所述第二材料，将所述第二材料自所述第一容器中排流至第二容器中，将所述第一容器加热至第二温度以熔化所述粉末，和将所述粉末自所述第一容器中排流至所述第二容器中。

在一个实施方式中，本发明针对一种用于执行熔化聚结和分离的多级系统。所述多级系统包含：第一容器，用于将粉末与盐混合，所述第一容器具有开口；加热构件，所述加热构件耦接至所述第一容器，用于加热所述第一容器，和数个第二容器，所述数个第二容器连续地馈送至所述第一容器并可移除地耦接至所述第一容器。

附图说明

因此，为了能详细理解本发明的上述特征，可参考实施方式以获得本发明的更特定描述，其中一些实施方式图示于附图中。然而，应注意，附图仅图示本发明的典型实施方式，并且因此不欲视为对本发明的范围，因为本发明可允许其他同等有效的实施方式。

图1描述二级系统的实施方式；

图2描述射频(radio frequency；RF)熔炉中的二级系统的实施方式；

图3描述三级系统的实施方式；

图4描述连续二级系统的实施方式；和

图5描述执行二级反应和熔化聚结和分离的方法的实施方式的流程图。

具体实施方式

本发明一般来说涉及一种用于反应和熔化聚结精细粉末之后分离精细粉末的多级系统。目前，并未充分地再使用精细粉末。例如，这些精细粉末可自涉及各种元素或化合物的各种工业工艺或制造步骤产生，所述各种元素或化合物诸如硅、钛、碲化镉(CdTe)、砷化镓(GaAs)等。例如，硅细粉或粉末可因同质成核而自诸如长丝或流化床反应器的硅生产反应器获得。本发明亦可适用于自其他半导体和太阳能电池制造步骤获得的材料的粉末、细粉或碎粒(在下文中可互换地简称为“粉末”)，所述其他半导体和太阳能电池制造步骤包括(但不限于)切割、粉碎、研磨、锯切或粉末或碎粒通常为副产物的其他工艺。

这些粉末、细粉或碎粒并未充分地再使用的一个原因是：如上所述，在清洁系统中难以熔化所述粉末、细粉或碎粒。另外，当加热粉末时，粉末可在产生期间丢失。例如，当使用硅粉末时，在二氧化硅坩埚中加热和熔化硅，其可作为氧化硅(SiO)蒸气丢失。

另外，当前分批工艺为耗时的且需要大量人工来移除可黏在坩埚上的铸块。因此，用于反应和熔化分离的本发明新颖多级系统解决了这些问题并且提供更有效率的系统和方法。

在一个实施方式中，可将粉末与第二材料混合，以允许粉末得以熔化固结成铸块。可将粉末与第二材料的混合物放置于用于熔化聚结和分离的多级系统中。可在将混合物放置于多级系统中之前预混合粉末与第二材料，或可在多级系统中的容器中混合粉末与第二材料。随后，如下文所述，可自第二材料移除凝固粉末的铸块。