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[发明专利]一种从花岗伟晶岩中提取高纯石英砂的方法-CN202211477041.0在审
发明人：陈健;蒋雪松;孙继飞;王玲;班伯源 -专利权人：合肥综合性国家科学中心能源研究院（安徽省能源实验室）
申请日： 2022-11-23 - 公布日： 2023-02-24 - 主分类号： C01B33/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种从花岗伟晶岩中提取高纯石英砂的方法。该方法包括以下步骤：(1)煅烧、水淬；(2)破碎、筛分；(3)浮选；(4)酸洗。本发明所述方法工艺流程简单，易于实现工业化生产。本发明所述方法绿色环保，除酸洗步骤外，其他步骤均在中性pH条件下进行，废酸废液产生的量很小，由于花岗岩中石英相含量少，采用正浮选的方式分离石英，药剂用量小，而且所述方法高效且提纯效果好，对不同地区花岗伟晶岩原矿进行浮选均可以得到3N6以上纯度的高纯石英砂。基于花岗伟晶岩在高纯石英砂制备中的优越性，该方法容易在实际生产中推广应用。
一种花岗伟晶岩中提取高纯石英砂方法

[发明专利]一种利用微波加热和超声辅助酸浸除铁提纯石英砂的方法-CN202010043452.3有效
发明人：陈健;李飞飞;蒋雪松;班伯源;李京伟 -专利权人：中国科学院合肥物质科学研究院
申请日： 2020-01-15 - 公布日： 2022-12-16 - 主分类号： C01B33/12 文献下载
摘要：本发明涉及一种利用微波加热使石英中的含杂质相在400‑1000℃的温度下被加热，促使含铁（Fe）杂质相本身以及相邻的石英基体发生相变，开裂，然后采用超声辅助酸浸的方法除铁。本发明提供的方法能够实现对石英砂中铁杂质超高效去除，铁的含量通过一次去除最低可以降低到0.383ppm以下，去除率最高可以达到99.87％以上，除铁效率要远超其他除铁方法。
一种利用微波热和超声辅助提纯石英砂方法

[发明专利]一种中性pH条件下从石英与长石混合矿中正浮选石英的方法-CN202110794891.2有效
发明人：陈健;蒋雪松;班伯源 -专利权人：中国科学院合肥物质科学研究院
申请日： 2021-07-14 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： B03D1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种中性pH条件下从石英与长石混合矿中正浮选石英的方法。该方法是通过分别加入两种不同碳链长度胺类浮选剂，并控制它们的加入顺序，从而扩大石英和长石的浮选回收率差异实现的。该方法选用短碳链双胺作为长石抑制剂，长碳链胺作为捕收剂，在浮选时，先将短碳链双胺加入矿浆并搅拌均匀后，再加入长碳链胺进行浮选，使石英颗粒上浮，而长石颗粒则留在浮选槽底部，使二者实现分离。本发明为无氟无酸中性条件下正浮选石英法，是一种区别于传统石英与长石浮选分离技术的新方法。该方法绿色环保，去除了酸碱对环境的危害。同时，该方法对石英和长石的分离效率高，浮选药剂简单、用量小，成本低，操作方便，容易在实际生产中推广应用。
一种中性 ph 条件下石英长石混合中正浮选方法

[发明专利]锂离子电池负极用珊瑚状纳米硅粉、负极材料及制备方法-CN202210866300.2在审
发明人：陈健;丁举宣;班伯源;蒋雪松 -专利权人：合肥综合性国家科学中心能源研究院（安徽省能源实验室）
申请日： 2022-07-22 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： H01M4/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种锂离子电池负极用珊瑚状纳米硅粉、负极材料及制备方法，通过向Al‑Si合金中加入Sn,Zn,Mg,Pb,Ni,Cu,Fe,Ti,Mn等深度合金化元素提高合金熔体的粘度和降低合金熔体的凝固温度，抑制Al‑Si合金熔体凝固时Si的扩散导致的粗化生长，再结合Sr,Na等变质剂的细化效果对Al‑Si合金熔体中Si相的生长行为进行调控，使Si相在Al‑Si合金熔体中凝固时的生长特性由各向异性转为各向同性，形成珊瑚状结构纳米硅粉，彻底消除粗颗粒状硅粉的形成。本发明成功地制备了分枝直径为50～500nm的珊瑚状纳米硅粉，同时也解决了硅粉形状以及纳米硅粉的团聚问题，而且Al,Sn,Zn,Mg,Pb,Ni,Cu,Fe,Ti,Mn等合金元素附着在硅粉表面和固溶在硅粉基体内部，使纳米硅粉具有优良的导电性和脱嵌锂循环稳定性。
锂离子电池负极珊瑚纳米材料制备方法

[发明专利]交联碳包覆介孔硅颗粒的电极材料及其制备方法-CN201910497677.3有效
发明人：陈健;孙继飞;史剑;班伯源;李京伟 -专利权人：中国科学院合肥物质科学研究院
申请日： 2019-06-10 - 公布日： 2022-09-16 - 主分类号： H01M4/36 文献下载
摘要：本发明公开了一种交联碳包覆介孔硅颗粒的电极材料及其制备方法。材料由比表面积为20‑100m2/g的表面包覆交联有碳元素的介孔硅颗粒组成，其中，介孔硅颗粒的粒径为0.2‑5μm，其上的介孔的孔径为2‑50nm，介孔硅颗粒与碳元素间的重量比为100：1‑30；方法为先将破碎了的铝硅合金置于球磨机中进行液相球磨，再将得到的铝硅合金粉末和酸溶液混合搅拌后，将得到的介孔硅颗粒、阳离子表面活性剂和有机碳源溶液混合搅拌后干燥，得到中间产物，之后，将中间产物置于还原性气氛中煅烧，制得目的产物。它具有更高的可逆比容量、充放电循环稳定性和倍率性能，以及极高的储锂循环性能，极易于广泛地商业化用作锂离子电池的负极材料。
交联碳包覆介孔硅颗粒电极材料及其制备方法

[发明专利]一种利用微波加热氯化焙烧提纯石英的方法-CN202210106404.3在审
发明人：陈健;宋望峰;蒋雪松;班伯源;朱潇潇 -专利权人：合肥综合性国家科学中心能源研究院（安徽省能源实验室）
申请日： 2022-01-28 - 公布日： 2022-05-06 - 主分类号： C01B33/12 文献下载
摘要：本发明公开一种利用微波加热氯化焙烧提纯石英砂的方法，包括如下步骤：(1)将石英矿石破碎筛分，得到石英砂；(2)将石英砂与氯化物盐进行均匀混合，得到混合物；(3)将所述混合物进行微波加热，然后保温，得到经微波处理后的石英砂；(4)将经微波处理后的石英砂倒进水中进行水淬并在水中浸泡漂洗去除残余的氯化物盐后捞出；(5)将石英砂与酸性溶液混合进行酸浸处理；(6)将石英砂捞出，用水冲洗清洗至中性，烘干。本发明提高石英砂中杂质元素特别是重点杂质元素Al的去除率，达到97.6％，其含量降低到17.9ppm，接近电子级超高纯石英砂需要的水平，处理温度相对较低，能耗低，对设备腐蚀程度小，采用氯化物盐作为氯化剂，操作简便易行，易于在工业生产中推广应用。
一种利用微波加热氯化焙烧提纯石英方法

[发明专利]一种用于硅材料低温精炼除硼的造渣剂及其使用方法-CN201910850825.5有效
发明人：李京伟;陈健;班伯源;孙继飞;史剑;曹佰来 -专利权人：中国科学院合肥物质科学研究院
申请日： 2019-09-10 - 公布日： 2020-12-08 - 主分类号： C01B33/037 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于硅材料低温精炼除硼的造渣剂及其使用方法。该造渣剂由原料冰晶石、含钛卤化物、含钒卤化物、碱金属卤化物、碱土金属卤化物、氟化铝中的一种或几种以任意比例混合而成。该造渣剂的使用方法：将硅原料、金属介质以及所述造渣剂加热熔化、搅拌均匀进行造渣精炼；造渣精炼结束后，将获得的渣相与硅合金进行分离后再冷却或将获得的渣相与硅合金冷却后再分离；将分离后获得的硅合金置于酸溶液中浸泡，溶解去除硅合金中的金属介质，之后将获得的硅料进行烘干处理；重复前述步骤1～4次，直到硅料中硼含量满足高纯度要求。本发明所述造渣剂使精炼除硼温度降低至600℃～1300℃，能耗低，且硼去除效果显著。
一种用于材料低温精炼造渣及其使用方法

[发明专利]一种硅材料除磷提纯添加剂以及提纯方法-CN201910850909.9有效
发明人：李京伟;陈健;班伯源;史剑;孙继飞;曹佰来 -专利权人：中国科学院合肥物质科学研究院
申请日： 2019-09-10 - 公布日： 2020-11-10 - 主分类号： C01B33/037 文献下载
摘要：本发明涉及一种硅材料除磷提纯添加剂以及提纯方法。该添加剂由原料冰晶石、含钛卤化物、含钒卤化物、碱金属卤化物、碱土金属卤化物、氟化铝中的一种或几种以任意比例混合而成。使用该添加剂对硅材料进行除磷的提纯方法：将硅原料、金属介质以及所述添加剂加热熔化、搅拌均匀进行造渣精炼；造渣精炼结束后，将获得的渣相与硅合金进行分离后再冷却或将获得的渣相与硅合金冷却后再分离；将分离后获得的硅合金置于酸溶液中浸泡，溶解去除硅合金中的金属介质，之后将获得的硅料进行烘干处理；重复前述步骤1～4次，直到硅料中磷含量满足纯度要求。本发明所述添加剂使精炼除硼温度降低至600℃～1300℃，能耗低，且磷去除效果显著。
一种材料提纯添加剂以及方法

[发明专利]一种从晶体硅切割废料中回收高纯硅和碳化硅的方法-CN201911231187.5有效
发明人：李京伟;陈健;班伯源;史剑 -专利权人：中国科学院合肥物质科学研究院
申请日： 2019-12-05 - 公布日： 2020-09-25 - 主分类号： C01B33/037 文献下载
摘要：本发明公开了一种从晶体硅切割废料中回收高纯硅和碳化硅的方法，具体步骤为：首先将硅切割废料与有机溶液混合，搅拌过滤，水洗后烘干；然后将烘干后的硅切割废料置于气氛炉高温处理，然后冷却至室温，接着将硅切割废料与酸溶液混合，水洗过滤烘干；然后将烘干后的硅切割废料置于浮选槽中，加入浮选溶液，调整pH，开启浮选机进行浮选，待浮选结束后，将上浮料与下沉料分别过滤水洗、烘干。本方法回收的硅纯度达到99.65％以上，碳化硅纯度达到99.38％以上；工艺简单易行，环保经济。本发明简化了晶体硅和碳化硅的回收工艺，减少了工业固废量，采用的浮选药剂具有无毒，无致癌性，环境友好的特点，实现了资源的高值化循环利用。
一种晶体切割废料回收高纯碳化硅方法

[发明专利]提纯石英砂的方法-CN202010024718.X在审
发明人：陈健;蒋雪松;魏梦楠;班伯源;李京伟 -专利权人：中国科学院合肥物质科学研究院
申请日： 2020-01-10 - 公布日： 2020-05-29 - 主分类号： B03D1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种提纯石英砂的方法。它包括通过预处理获得石英砂精矿颗粒，特别是将具有单一石英矿物的70‑300目的石英砂精矿颗粒与纯水搅拌混合得到确定容积的混合液后，先将阳离子捕收剂加入确定容积的混合液中搅拌混合，得到浮选液，再对浮选液进行浮选，得到浮选石英砂和剩余液，之后，先向剩余液中补充纯水至确定的容积，得到确定容积的混合液，再重复将阳离子捕收剂加入混合液中搅拌混合和浮选的过程至少一次以上，分选出不同纯度等级的石英砂。它不仅能将同批石英砂分选为不同纯度等级的石英砂，使其得以适用于不同的领域，极大地提高了石英砂的使用价值，还有着简便易行、成本低的特点，极易于广泛地商业化应用于对石英砂的分级提纯。
提纯石英砂方法

[发明专利]电磁搅拌硅合金熔体硅提纯装置及方法-CN201410257991.1有效
发明人：陈健;班伯源;张涛涛;李彦磊;戴松元 -专利权人：中国科学院等离子体物理研究所
申请日： 2014-06-10 - 公布日： 2018-01-02 - 主分类号： C01B33/037 文献下载
摘要：本发明公开了一种电磁搅拌硅合金熔体硅提纯装置及方法，装置包括保温炉体、炉膛、坩埚、电磁铁，方法是将硅与一种或几种金属加热熔化形成过共晶的硅合金熔体，然后冷却熔体使过共晶的硅晶体从熔体中结晶析出，同时对熔体施加电磁搅拌加速杂质元素从硅晶体的生长界面处扩散排除，使B，P等杂质留于合金熔体中，促进除杂效果。本发明具有能耗低，无污染，生产效率高，投资规模小，生产工艺和设备操作简单的优点。相比没有电磁搅拌的硅合金凝固结晶提纯，杂质排除速率明显提高，可以显著降低硅合金法提纯的成本，提高硅晶体的纯度和质量。
电磁搅拌合金熔体硅提纯装置方法

[发明专利]一种掺锡冶金多晶硅铸锭的制备方法-CN201610298900.8在审
发明人：陈健;孙继飞;何秋湘;李京伟;班伯源 -专利权人：中国科学院合肥物质科学研究院
申请日： 2016-05-05 - 公布日： 2016-07-13 - 主分类号： C30B28/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种掺锡冶金多晶硅铸锭的制备方法。该制备方法包括：选择合适的冶金多晶硅料，要求B<1ppmw,P<1ppmw,B/P重量比为1:0.5～1:3，金属<1ppmw，电阻率高于0.5Ω·cm,在冶金多晶硅料中掺入微量锡，锡的含量为1～200ppmw，然后在保护气氛下，生长掺锡的冶金多晶硅铸锭。本发明方法简单，制备的掺锡冶金多晶硅铸锭少子寿命比未掺锡的冶金多晶硅铸锭少子寿命显著提高，也比相同条件下用化学法原生多晶硅制备的常规P型和化学法原生多晶硅掺锡P型多晶硅铸锭工艺简化，成本降低。掺锡冶金多晶硅铸锭生产方法与常规铸锭工艺兼容，成本低，实用性强，适用于制造低成本，高质量的多晶硅太阳电池。
一种冶金多晶铸锭制备方法

[发明专利]一种对Al-Si合金通气处理快速去除硅中磷的方法-CN201410758093.4在审
发明人：陈健;李京伟;白枭龙;班伯源;张涛涛;李彦磊 -专利权人：中国科学院等离子体物理研究所
申请日： 2014-12-10 - 公布日： 2015-04-29 - 主分类号： C01B33/037 文献下载
摘要：本发明公开了一种对Al-Si合金通气处理快速去除硅中磷的方法，属于高纯硅的生产领域，是硅在含有反应气体的合金熔体中精炼除磷的过程。该方法将硅与铝基合金熔体液态合金化处理，然后通入反应气体，保持一定吹气时间，将合金熔体取出快速凝固，酸洗分离得到高纯度的硅。该工艺的操作温度在873-1673K，低于硅的熔点温度。与传统的铝硅合金法相比，磷的去除率可由49%提高到93%，同时缩短凝固处理时间，提高了生产效率。
一种 al si 合金通气处理快速去除硅中磷方法

[发明专利]利用Al-Si合金熔体连铸硅提纯装置及方法-CN201410255262.2有效
发明人：陈健;白枭龙;李京伟;班伯源;张涛涛;李彦磊 -专利权人：中国科学院等离子体物理研究所
申请日： 2014-06-10 - 公布日： 2014-10-08 - 主分类号： C01B33/037 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用Al-Si合金熔体连铸硅提纯装置及方法，装置包括石英管炉体、发热石墨管、石墨底托、保温层、支撑石墨管、支撑石英管、下拉管，方法是将原料Si与Al混合放入连铸装置中，采用发热石墨管作为感应发热体，和石墨底托一起形成盛装熔体的容器，感应加热原料熔化形成Al-Si合金熔体，然后采用连续铸造的方法，将熔体从加热区下拉，冷却熔体使硅晶体从熔体中结晶析出，在感应加热的同时，感应电磁场对熔体也具有一定的可调节的电磁搅拌作用。本发明具有生产效率高，无坩埚，能耗低，无污染，投资规模小，生产工艺和设备操作简单的优点。
利用 al si 合金熔体连铸硅提纯装置方法

[发明专利]一种用合金法高效去除硅中的磷的方法-CN201410207011.7在审
发明人：陈健;李彦磊;班伯源;李京伟;张涛涛;戴松元 -专利权人：中国科学院等离子体物理研究所
申请日： 2014-05-14 - 公布日： 2014-09-10 - 主分类号： C01B33/037 文献下载
摘要：本发明公开了一种用合金法高效去除硅中的磷的方法。该方法是将硅与Al或Al基合金加热熔化形成过共晶的Al-Si基合金熔体，然后冷却熔体，通过控制片状硅晶体的长晶速率，将杂质磷尽量排除到合金基体中，获得低磷含量的片状硅晶体，实现高效除磷。本发明具有能耗低，无污染，生产效率高，投资规模小，生产工艺和设备操作简单的优点。
一种合金高效去除中的方法

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