硅系合金氧化精炼过程的热力学分析

应用亚正规溶体模型对Si-Al-Ca(-Fe）合金体系和SiO-CaO-Al2O3渣系的热力学性质进行了理论研究,计算出了上述体系组元的等活度曲线图。分析了1550℃温度条件下,金属硅和75SiFe在氧化精炼过程中杂质元素的渣平衡成分,给出了铝和钙的平衡等浓度线。根据模型计算的结果,分析了在相同实验条件下金属硅和75SiFe中杂质Al和Ca之间的关系。     

铝熔体的氧化吸气与旋转喷吹氩气精炼

铝合金熔炼时，氧化和吸气严重。氢气是铝熔体中的主要气体，存在于氧化夹渣的裂缝和孔洞处。用旋转喷氩气精炼铝熔体，并正确选用工艺参数，能使高强度优质铝合金砂型铸件的力学性能达到标准的规定。     

熔盐电解精炼提纯金属硅(英文)

对熔盐电解质中硅的沉积过程进行电化学研究。在 973~223K,在硅氯化物熔盐中采用电解精炼提纯金属硅。结果表明,液态硅铜合金阳极有利于 CaCl2-NaCl-CaO-Si 熔盐体系的电解精炼。ICP-AES 分析结果显示,通过电解精炼可有效去除原料中大量的钛、铝、铁等金属杂质,硅中的硼和磷含量分别由 36×106和 25×106降低至 4.6×10 6和 2.8×10 6,电解能耗约为 9.3 kW·h/kg。     

金属硅争夺战

20年反倾销噩梦未醒，中国硅业又陷入国际原材料争夺的纠结之中。围绕着原材料供应安全，一场金属硅原材料争夺战序幕拉开。     

铜火法精炼新工艺

铜火法精炼工艺自问世以来，一直采用传统氧化还原法，主要缺点是氧化和还原是对立作业过程，其生产效率低，能耗高，黑烟污染严重。金隆铜业有限公司打破了传统氧化还原理论，创造性地提出了无氧化新铜火法精炼理论，发明了混合气带硫还原一步铜火法精炼新工艺新技术。其特征为：取消阳极炉氧化作业，     

生产金属硅所用碳还原剂材料

本文从生产金属硅的角度对多种碳还原剂作了较全面的分析,指出,木炭较之其他碳还原剂材料具有明显的优点。但考虑到产品的质量、成本、最佳电热还原的工艺技术诸因素,认为采用组合碳还原剂较适宜。     

金属硅化物的应用与发展

回顾了金属硅化物在电热元件、高温抗氧化涂层以及集成电路电极薄膜等功能元器件方面的应用、存在的问题和改进的措施,并介绍了高温结构材料的应用研究现状和发展趋势     

Boron removal from metallurgical grade silicon by oxidizing refining

A purification process was developed to remove impurity element boron from the metallurgical grade silicon by the electric arc furnace refining. The thermodynamic equilibria calculation and experiment to remove boron in the oxidizing atmosphere were performed and analyzed. Boron is removed as the gaseous species BxOy and BxHzOy in O2 and H2O-O2 atmosphere respectively. The equilibrium pressure of BxHzOy is 105-1010 times that of BxOy. Boron is removed and its content in silicon is reduced from 18×10-6 to 2×10-6 in the Ar-H2O-O2 atmosphere in the electric arc furnace.     

CaO-SiO_2熔渣精炼去除冶金级硅中杂质硼(英文)

利用CaO-SiO2熔渣去除冶金级硅(MG-Si)中的杂质硼。热力学分析和实验结果表明:纯SiO2基本上不能去除冶金级硅中的杂质硼。通过建立硼的分配系数与熔渣中SiO2和CaO活度之间的关系,从热力学上对CaO-SiO2熔渣的除硼能力进行表征。结果表明:随着渣中CaO配比的升高,硼的分配系数和去除效率大大提高。当熔渣组成为60%CaO-40%SiO2(质量分数)时,硼的分配系数达到最大值1.57。当渣硅比为2.5,精炼温度为1600°C以及精炼时间为3 h时,利用60%CaO-40%SiO2熔渣可以将冶金级硅中的硼含量从18×10-6降低至1.8×10-6,去除效率达到90%。     

冶金法制备太阳能级多晶硅的热力学研究进展

冶金法制备太阳能级硅是目前多晶硅材料的研究热点。为更深入理解冶金法制备太阳能级硅的原理,本文综述了几种常见的冶金法提纯多晶硅的热力学研究进展,重点对定向凝固过程中杂质的分凝系数问题、真空精炼中杂质蒸气压与温度的关系、以及合金造渣和氧化造渣中杂质的分配规律,以及渣相和硅相体系中各组元的活度测定方法进行了分析,提出了多晶硅热力学研究中尚存在的问题。     

冶金级硅吹Ar-H2O混合气精炼除

通过吹高纯氩气和水蒸汽混合气体的方法除去冶金级硅中的杂质磷。采用自行设计的吹气精炼装置,研究喷嘴类型、精炼时间、精炼温度、精炼气温度、精炼气流速等因素对除磷效果的影响。研究表明：使用侧壁和底部多孔型喷嘴,精炼时间3 h,精炼温度1793 K,精炼气温度373 K,精炼气流速2 L/min作为最优吹气精炼条件时,冶金级硅熔体中的磷元素质量分数由94×10-6降低到11×10-6。表明吹气精炼是一种有效的去除冶金级硅中磷的方法。     

Hydrometallurgical purification of metallurgical grade silicon

The effects of the particle size of ground metallurgical grade silicon (MG-Si), the sort of acids, and the type of stirring on the purified efficiency of MG-Si were investigated. It was found that a particle size less than 0.1 mn was most effective for acid leaching; the extraction yield of impurities was increased by 9% with I-IF leaching compared with HCl leaching and HNO3 leaching, and increased by 7% with ultrasonic stirring compared with mechanical stilting. The principle of hydrometallurgical purification of metallurgical grade silicon under ultrasonic fields was also discussed.     

冶金级硅吹氧精炼过程中杂质的热力学行为和赋存状态

吹气精炼是一种从冶金级硅熔体中直接去除杂质的有效方法.研究了冶金级硅中杂质在吹氧过程中的热力学行为,通过与吹氧精炼前的比较,得到了精炼后硅中杂质的去除效率.研究发现,Ca、Al的去除率高于90％,B、Yi的去除率接近50％.通过XRD手段研究了冶金级硅中杂质的赋存状态,并确定了Al3Ni、NiSi2和Al3Ni等金属间化合物的存在.同时实验发现,除了Liquid、Diamond-Si、SiB3、SiB6、SiBn和β-B六个物相外,Si-B二元系中还存在SiB4相.通过SEM-EDS分析了吹O2精炼前、后冶金级硅中夹杂物的化学组成及形态变化.由于精炼过程中大多数Ca、Al以熔渣形式氧化而被去除,硅中白色夹杂的数量大幅度减少,而Fe、Ni、Mn等由于不能氧化而去除,在夹杂物中含量升高.     

工业硅生产过程生命周期评价研究

运用生命周期评价（life cycle assessment,LCA）方法,对碳热还原法生产工业硅过程的环境负荷进行了研究。并对我国工业硅节能减排潜力进行了定量计算：每吨工业硅生产节能1000kWh,全国每年可以节约21.07万吨标煤,减排128.94万吨CO2、0.49万吨SO2。另外对七组工业硅生产过程进行对比评价得相对环境负荷大小,结果表明除增大炉子容量外,炉料合理配比、炉前精细操作等过程的节能减排也非常重要。     

低温净化冶金硅工艺(英文)

硼、磷杂质的去除在冶金净化法生产太阳能级多晶硅工艺中耗能最大。金属熔析净化法可以实现冶金硅在金属液中低温下熔化,而后再结晶净化,是一种可行的低能耗硼磷去除方法。对熔析体系的选择原则进行总结,筛选出铝、锡和铟金属作为合适的熔析介质。对于Sn-Si体系,1500K时硼的分凝系数为0.038,远小于纯硅熔点的对应值0.8。冶金硅二次熔析净化处理可使硼的质量分数由15×10-6降至0.1×10-6,而多数金属杂质可一次性去除至0.1×10-6以下。在熔析过程中,杂质和硅生成化合物是主要的杂质去除方式。提出一种以金属熔析法为基础的低温冶金硅净化工艺。     

一种新的精炼太阳能级多晶硅工艺的热力学分析(英文)

提出了一种新的硅精炼工艺生产太阳能级多晶硅,即Si-Al熔体低温凝固精炼硅技术。通过杂质在固相硅和Si-Al熔体中的分离热力学分析研究了采用Si-Al熔体分区凝固精炼硅的可行性。用温度梯度区域熔炼法来测定磷和硼的分离比,采用热力学计算金属杂质的分离比。新工艺具有很小的杂质低温分离比,表明其有很好的精炼能力。采用感应加热分区凝固实验进行验证;对Si-Al合金定向凝固中硅晶体生长进行了研究,结果表明,硅晶体的生长过程是受扩散控制的。