[发明专利]一种混合料及四氯化硅的生产方法

说明书

一种混合料及四氯化硅的生产方法，属于基础化工原材料生产领域。四氯化硅的生产方法，包括：提供硅源，在硅源中二氧化硅与碳化硅的摩尔比为0.5～0.8:1，硅源包括混合的第一原料和第二原料，其中，第一原料含有二氧化硅，第二原料含有碳化硅。在反应器内，使氯气与硅源粉末对流接触、且呈现流化床状态，在800～1500℃、5～15KPa的条件下进行气固反应。本发明提出的四氯化硅生产方法可实现低成本工业化生产目标产品。

技术领域

本发明涉及基础化工原材料生产领域，具体而言，涉及一种混合料及四氯化硅的生产方法。

背景技术

四氯化硅是生产有机硅、光通讯、白炭黑、半导体的原料，可用于有机硅烷和烷基、芳基以及有机官能团氯硅烷的合成，是有机硅烷偶联剂中最基本的单体。在军事工业中用于制造烟幕剂，在冶金工业可用于制造耐腐蚀硅铁铸造，是大工业化生产中必不可少的基础化工原料，其中以气相法白炭黑、硅酸乙酯、光纤等材料的生产用量最大。但是，现有的四氯化硅生产工艺过于复杂、生产成本过高。

发明内容

有鉴于以上问题，本发明提出了一种混合料及四氯化硅的生产方法，以通过相对简单的工艺，实现低成本制备四氯化硅。

本发明是这样实现的：

根据本发明的第一方面，提供了一种四氯化硅的生产方法。

四氯化硅的生产方法包括：

提供粉料状态的硅源，在硅源中二氧化硅与碳化硅的摩尔比为0.5～0.8:1，硅源包括混合的第一原料和第二原料，其中，第一原料含有二氧化硅，第二原料含有碳化硅；

在反应器内，使氯气与粉末状态的硅源对流接触、且呈现流化床状态，在800～1500℃、5～15KPa的条件下进行气固反应。

在较佳的一个示例中，在硅源中二氧化硅与碳化硅的摩尔比为0.6～0.7:1。

在较佳的一个示例中，氯气与硅源是在流化床中接触并反应的，并且通过控制氯气流量使流化床的热态空床流速为0.05～0.5m/s。

在较佳的一个示例中，氯气与硅源反应的温度在1000～1400℃。

在较佳的一个示例中，第一原料为含二氧化硅的矿料，矿料包括硅砂、硅石、石英砂、鳞石英、方石英中的一种或多种。

在较佳的一个示例中，矿料的粒度为50～200目的粉料，且含水率小于1wt％。

在较佳的一个示例中，第二原料为含碳化硅的固体原料，固体原料包括黑碳化硅和/或绿碳化硅。

在较佳的一个示例中，固体原料的粒度为70～230目的粉料，且含水率小于1wt％。

在较佳的一个示例中，第一原料和第二原料均通过加热干燥的方式除水至含水率小于1wt％，加热干燥的温度为100～300℃。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于作为硅源与氯气反应制备四氯化硅的混合料。混合料中含有摩尔比为0.5～0.8:1的二氧化硅和碳化硅。

上述方案的有益效果：

本发明实施例提供的四氯化硅的生产方法采用价格低廉、易得的物质的原料，可以有效地控制生产成本。利用含有二氧化硅和碳化硅的物质为原料，与氯气反应的方法实现难度低，工艺简单，可以提高生产效率，缩短生产周期，并且产品中的副产物如氢氯硅烷含量低，可低于0.1％。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。