[发明专利]一种电磁分离铝硅合金熔液制备多晶硅的方法与装置

摘要

本发明属于多晶硅的技术领域，涉及一种电磁分离铝硅合金熔液制备多晶硅的方法与装置。其特征是将熔化的Al-Si合金在液相线上保温20分钟后，浇注到预热的坩埚内，用牵引装置将坩埚快速牵引到磁场发生器中，利用磁场分离技术获得外围富集大量初生硅的铸锭；采用机械加工的方法收集Al-Si合金铸锭外围的初生硅，并且保留中间的Al-Si合金，作为原材料继续与硅熔化后提纯。熔化和保温Al-Si合金时，可以在大气压下进行，当Si的比重高于34%时，适宜在真空条件下进行。制备直径120毫米、高度300毫米的晶体硅壳仅需要25分钟。分离出的初生硅经酸洗后，可达到较高纯度，应用前景广阔。

主权项

一种电磁分离铝硅合金熔液制备多晶硅的方法，其特征包括以下步骤：（a）将冶金级硅粉碎成粉末后用酒精清洗，合金中Al纯度在98%以上；（b）在中频感应线圈（1）内设置线圈内坩埚（2），将所配制的Al‑Si合金（3）在线圈内坩埚（2）内充分熔化，在熔化Al‑Si合金（3）的同时，打开加热炉（5），使加热炉内的炉内坩埚（4）温度缓慢预热至Al—Si合金液相线，将完全熔化Al‑Si合金（3）在液相线上保温20分钟后浇注到炉内坩埚（4）内，关闭加热炉（5）；当炉内坩埚（4）中Al‑Si合金温度降至液相线以下1~30℃时，用牵引装置（9）将炉内坩埚（4）快速的牵引到磁场发生器（7）中，通过冷却水流量（6）控制Al‑Si合金铸锭（8）的凝固速度；（c）当Al‑Si合金铸锭完全凝固后，用牵引装置（9）将成品铸锭快速抽离，然后采用机械加工的方法收集Al‑Si合金铸锭（8）外围的初生硅，并且保留中间的Al‑Si合金；将收集的初生硅粉碎到200μm以下酸洗，酸的浓度为0.1~100wt%，酸与硅的质量比例在0.1~300%；酸洗后用去离子水漂洗并烘干，即获得高纯度的多晶硅。