改进型三氯氢硅合成工艺初探

传统的三氯氢硅合成方法是将氯化氢和硅粉在沸腾炉中反应。此法中，约有１５－２０％的副产物四氯化硅产生，存在原料消耗高，产品成本高。新工艺应用化学平衡的原理，适当加入部分的四氯化硅，可抑制四氯化硅生成，吸收氯化氢中的微量水分，从而提高三氯氢硅的转化率，降低硅粉单耗，减少设备腐蚀，提高设备寿命。本文主要对改进型工艺进行初步设计探讨，分析传统工艺之不足，以期能对现有生产和技术改造工作有所指导。     

三氯氢硅和四氯化硅混合比对多晶硅生产的影响

传统观点认为：将三氯氢硅和四氯化硅按一定比例混合进入还原炉进行晶硅还原生产，可降低消耗，提高效益。本文通过实验研究，得出在现有工艺条件下，将四氯化硅加入三氯氢硅同时进入还原炉进行多晶硅生产，并不能起到预期的效果。经改进后的工艺在实际生产应用中，取得了较好成果。     

三氯氢硅合成的热力学

应用factsage软件研究三氯氢硅合成的复杂化学反应,绘制了体系中存在的8个化学反应的ΔG-T图。分析了当反应达到平衡,在0.01MPa、0.05 MPa和0.1 MPa以及进料比xHCl/xSi为1、3和6时,气相平衡组分分布与温度的关系。讨论了三氯氢硅产率随温度、压强及进料比xHCl/xSi的变化情况。结果表明,低温、高压和一定进料比xHCl/xSi对三氯氢硅合成过程有利。     

合成三氯氢硅深冷过程的计算及影响因素

分别运用SRK状态方程和PR状态方程对三氯氢硅合成系统中压缩前后深冷的物料量进行了计算,并与实际检测结果进行比较,结果表明SRK方程和PR方程的计算结果均与实际检测结果相符合,可以用于压缩前后深冷的计算;通过计算得出,提高系统压力以及提高氯化氢气体的纯度均有利于氯硅烷的冷凝。     

使用Gibbs最小能法分析三氯氢硅的还原过程

基于目前西门子法多晶硅生产过程中三氯氢硅的还原过程的研究,介绍了Gibbs最小能法的模型方程的建立和求解过程;并通过模拟计算结果与生产统计数据的对比,证明了所建模型的正确性。同时,利用Gibbs最小能法分析了原料中四氯化硅、三氯氢硅、二氯二氢硅、氯化氢的含量以及反应温度对还原产物中各种物质含量的影响,为相关的工程技术人员提供设计依据。     

三氯氢硅歧化的研究

目前,SiH_2Cl_2作为优质源材料在外延工艺中的应用日益广泛,可用于沉积多晶硅、无定形硅和氮化硅等,是研制集成电路的一种重要材料。很多研究工作者论述了以含氮原子功能团的非可溶性固体催化剂进行SiHCl_3岐化制取SiH_2Cl_2工艺。本文报导实验室条件下进行SiHCl_3岐化研究的若干结果。     

三氯氢硅合成工艺及控制

介绍了三氯氢硅的基本性质、用途、生产工艺和生产设备,并针对生产过程的要求提出了控制解决方案。     

从还原副产物中提纯二氯二氢硅和三氯氢硅的新工艺

针对二氯二氢硅对多晶硅生长过程中的促进作用,介绍了一种从还原副产物中提纯二氯二氢硅和三氯氢硅混合物的新工艺.对比了新工艺和常规工艺的技术指标,通过生产试验和分析,验证了新工艺具有简化工艺、降低投资和节能降耗的先进性.     

炭黑尾气的回收利用

介绍了炭黑尾气的回收、除尘工艺,并分析了回收的经济价值和环保价值。     

四氯化硅氢化生产三氯氢硅技术研究

改良西门子法制备多晶硅存在的技术瓶颈是大量副产物四氯化硅难以回收利用。本文针对这一瓶颈,介绍了四氯化硅氢化生产三氯氢硅技术,并研究了反应压力、氢气与四氯化硅配比、反应温度以及硅粉层高度对该技术转化率的影响。同时,还介绍了该技术在洛阳中硅高科技有限公司的应用实例。     

尾气治理技术在济钢化工厂的应用

济钢化工厂加强化产尾气的综合治理,根据现场化产尾气成分的不同特点,采取了回收尾气治理技术、精苯尾气治理技术、焦油车间尾气燃烧技术等,取得了较好的效果,1a可回收废气2102万m3,环保效益和经济效益显著。     

气相色谱法测定三氯氢硅中氯硅烷含量

利用气相色谱仪对三氯氢硅中的氯硅烷进行了分析检测。结果表明:选择程序升温能更好的将各种氯硅烷进行分离,当载气流速为20ml/min,参比流速为30ml/min时,方法的灵敏度最高;利用标准物质以及同系物沸点规律对三氯氢硅中的氯硅烷进行了准确定性;以SiCl4为标准物质,通过对相对校正因子的计算,发现各种氯硅烷的相对校正因子都接近于1;用面积百分比法方便、准确、快速的对各种氯硅烷进行了定量分析,定量相对标准偏差小于3%。     

碳纤维工业废气的处理技术

对碳纤维工业废气的来源及处理方法进行了总结。通过对吸附法、吸收法、燃烧法等处理废气方法的优缺点比较,认为燃料助燃法和催化燃烧法均适用于处理碳纤维工业尾气。由于催化燃烧法需要催化剂,建议开展催化燃烧法处理碳纤维工业废气的专题研究,使碳纤维工业尾气得到更加有效和环保的处理。     

利用炭黑尾发电的探讨

通过对利用炭黑尾气烧锅炉的分析和对尾气发电系统的阐述，探讨了宣钢炭黑厂利用炭黑尾气发电的必要性。     

盐酸废液回收中含酸尾气净化处理

介绍了轧钢厂盐酸洗废液回收盐酸工艺流程。针对盐酸回收过程中产生大量的含酸尾气,采用chemCAD模拟软件对尾气洗涤工艺进行模拟,K值模型采用PPAQ模型,H值模型采用SRK模型。通过分析循环洗涤量、除盐水量、操作温度对尾气中HCl含量模拟结果的影响,进行了工艺优化,优化后含酸尾气净化后HCl含量由240 mg/m³降到3.64 mg/m³,低于国家新规标准,而且省去了除盐水用量。     

低温加热挥发三氯氢硅-电感耦合等离子体质谱法测定三氯氢硅中痕量砷

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)常规模式测定三氯氢硅中砷时,⁴⁰Ar³⁵Cl⁺会对⁷⁵As⁺的信号产生严重干扰,同时若直接进行测定,大量硅基体的存在不仅会有基体效应,也会造成对采样锥、截取锥和进样系统的堵塞,这些都给ICP-MS测定三氯氢硅中痕量砷带来了难题。实验利用石墨氮气挥三氯氢硅装置在50~90℃下对液体三氯氢硅样品进行挥发处理,以体积比为1:1:1:8的氢氟酸-硝酸-过氧化氢-水为混合浸取液体对挥发后的样品残渣进行浸取,解决了因大量硅基体存在而引起的问题。同时,实验采用氢气-氦气混合碰撞/反应池模式,控制混合碰撞/反应气流速为6.0mL/min,消除了⁴⁰Ar³⁵Cl⁺对⁷⁵As⁺的干扰,最终实现了ICP-MS对三氯氢硅中痕量砷的测定。在优化的仪器条件下,测定砷标准系列溶液,以砷信号强度值与质量浓度进行线性回归,相关系数在0.9990以上,方法的检出限为0.01ng/g。将实验方法应用于三氯氢硅样品中砷的测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)在0.71%~7.1%之间,加标回收率为87%~105%之间。分别用微量移液器准确移取1.00、15.00μL砷标准储备溶液加入到超纯三氯氢硅中,配制成砷质量分数分别为2.00、30.00ng/g的2个三氯氢硅模拟样品,按照实验方法分别对这2个模拟样品中砷进行测定,测定值与理论值基本一致,相对误差的绝对值不大于1%。     

溶剂吸附法回收熟料窑尾气中CO2

为回收利用熟料窑尾气中CO2,使其浓度达到氧化铝碳分工艺生产的要求,试验研究了MEA法回收CO2的工艺条件和指标,包括在CO2吸附阶段和解析阶段,温度、压力、搅拌方式、MEA浓度、时间、CO2吸附程度对该工艺的影响,试验证明,MEA溶液对浓度为熟料窑尾气中的CO2气体有良好的吸附性能,18%的MEA溶液饱和吸附CO2后在常压下解析率达98%以上.     

钼精矿氧化焙烧尾气中铼回收的生产应用

铼是一种稀散金属,在地壳中的含量约为7×10-8%,有效回收铼具有重要意义。本文介绍了含铼钼精矿焙烧尾气中铼的回收原理、工艺设备配置及工艺参数的控制,对铼的回收具有一定指导作用。