【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于超純水制作，具體為一種提煉高純硅的工藝方法。
技術介紹
1、提煉高純硅是半導體和光伏產業中的一個關鍵過程，它涉及到將天然硅(si)轉化為純度極高的形式，以便用于制造半導體器件、太陽能電池和其他高科技產品。提煉高純硅的過程需要精密的控制和高科技設備，以確保最終產品的純度和質量。高純硅的純度通常在99.9999％(6n)以上，對于某些特定的半導體應用，甚至需要達到99.9999999％(9n)的純度。用于提煉高純硅的超純水是電子級水(electronic?grade?water)的一種，它必須滿足極高的純度標準。超純水是半導體制造、集成電路生產、光伏產業和其他高科技產業中不可或缺的原料。在提煉高純硅的過程中，超純水的質量直接影響到最終產品的性能和可靠性。
2、但是常見的超純水制作方法在制備過程中，水中的殘留離子去除的效率較為低下，從而使得整個超純水制作過程需要消耗大量的時間，同時傳統的離子交換技術需要使用酸堿等化學試劑進行樹脂的再生，增加了環境的負擔。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于：為了解決上述提出的問題，提供一種提煉高純硅的工藝方法。
2、本專利技術采用的技術方案如下：一種提煉高純硅的工藝方法，所述制作方法包括以下步驟：
3、s1:選擇好合適的水源之后，進行預處理，機械過濾：通過不同精度的過濾器包括石英砂層、活性炭層，去除水中的懸浮物、顆粒物和有機物；
4、s2:進行離子交換：使用離子交換樹脂去除水中的硬度離子(
5、s3:進行初級純化，通過半透膜在高壓下除去水中的大多數離子、有機物和微生物。反滲透可以去除水中約98％的溶解性固體；
6、s4:使用混合床離子交換樹脂進一步去除水中的離子，混合床離子交換樹脂為整塊狀有機多孔陰離子交換體是包含連續骨架相和連續空孔相、連續骨架的厚度為1～100μm、連續空孔的平均直徑為1～1000μm、總細孔容積為0.5～50ml/g、在濕潤狀態下的陰離子交換容量為0.1～1.0mg當量/ml、陰離子交換基團均勻地分布在有機多孔陰離子交換體中的整塊狀有機多孔陰離子交換體；
7、s5:進行超濾深度處理：使用超濾膜進一步去除水中的微小顆粒、大分子有機物和某些病毒；
8、s6:進行納濾(nf)，通過納濾膜去除某些特定的有機物和二價離子。納濾的孔徑介于反滲透和超濾之間，能夠去除相對分子質量在數百以上的物質；
9、s7:進行電去離子處理：通過電解和離子交換的聯合作用，去除水中的剩余離子。電去離子在較低的壓力下實現高純度水的生產，在電去離子單元之前集成光催化氧化反應器，使用紫外光和催化劑(如二氧化鈦)來分解水中的有機物。pco可以破壞有機物的化學鍵，將其轉化為無害的二氧化碳和水；
10、s8:進行終端處理：通過紫外線照射破壞水中微生物的dna，以達到消毒的目的。紫外線消毒可以有效地滅活水中的細菌、病毒和其他微生物；
11、s9:將純水引人milli-qadvantage?a10產水單元的q-gard預處理純化柱中進行預處理；隨后,預處理過的純水利用內置的quantum精制純化柱去除痕量級的離子和有機污染物，以達到實驗水質的要求:最后、經過處理的超純水通過低溶出管道循環到q-pod取水單元,使用toc監測儀和高靈敏度電阻率測量儀測量水中toc和電阻率水平,合格之后即可結束整個用于提煉高純硅的超純水制作流程。
12、在一優選的實施方式中，所述步驟s1中，水源選擇自來水、地下水或河水中的一種。
13、在一優選的實施方式中，所述步驟s3中，反滲透系統前必須進行充分的預處理，包括機械過濾、軟化、絮凝和沉淀等步驟，以去除懸浮物、顆粒物、硬度離子和有機物。
14、在一優選的實施方式中，所述步驟s4中，將混合床離子交換樹脂填充到交換柱中。填充前需確保樹脂已經充分濕潤并清洗干凈。b.樹脂活化：使用適當的酸堿溶液對樹脂進行活化處理，以去除樹脂中的雜質和殘留離子。
15、在一優選的實施方式中，所述步驟s4中，離子交換過程為：a.進水通過樹脂層：進水從交換柱的底部進入，通過樹脂層向上流動。
16、b.離子去除：樹脂中的陽離子和陰離子與水中的離子進行交換，從而去除水中的離子。c.出水收集：處理后的水從交換柱的頂部流出，收集到出水系統中。
17、在一優選的實施方式中，所述步驟s5中，超濾膜的孔徑在0.01至1微米之間，可以有效去除許多反滲透膜無法去除的雜質。
18、在一優選的實施方式中，所述步驟s6中，納濾過程：a.進水：預處理后的水通過高壓泵送入納濾膜組件。b.膜分離：水在壓力驅動下通過納濾膜，水分子和部分溶解的無機鹽類(如二價離子)通過膜，而大分子有機物、懸浮物和大部分單價離子被膜截留。c.產水收集：通過膜的清潔水(產水)被收集并用于后續工藝或直接使用。d.濃水排放：被膜截留的物質隨濃水排出，濃水可以進一步處理或排放。
19、在一優選的實施方式中，所述步驟s7中，進行電化學氧化(eco)處理：在電去離子單元之前添加電化學氧化步驟，利用電解產生的強氧化劑(如羥基自由基)來氧化水中的有機物和微生物。利用等離子體產生的高能電子和自由基來氧化水中的有機物和微生物。等離子體氧化可以在常溫常壓下進行，且能夠處理多種類型的污染物。
20、在一優選的實施方式中，所述步驟s9中，將超純水置于封閉的循環系統中，通過連續循環保持水質。循環系統可以防止水長時間靜止而導致細菌生長或雜質沉淀。
21、在一優選的實施方式中，所述步驟s9中，使用高質量的材料(如不銹鋼、聚四氟乙烯等)構建分配系統，確保水在分配過程中不被污染。分配系統的設計應減少死水區和盡量使用無死角連接。
22、綜上所述，由于采用了上述技術方案，本專利技術的有益效果是：
23、1.本專利技術中，電去離子系統能夠去除水中的離子，包括難以通過傳統離子交換樹脂去除的弱電解質和微量的離子。這顯著提高了水的純度，滿足了超純水的要求。電去離子系統能夠提供非常穩定的水質，因為電去離子模塊中的樹脂會不斷地再生，這意味著水質的波動較小，非常適合需要連續供應高純水的應用。減少化學添加劑的使用：與傳統的離子交換技術相比，電去離子不需要使用酸堿等化學試劑進行樹脂的再生，這不僅減少了操作成本，還降低了對環境的影響，進而使得整個制備方法更加綠色環保。
24、2.本專利技術中，混合床離子交換樹脂為整塊狀有機多孔陰離子交換體是包含連續骨架相和連續空孔相、連續骨架的厚度為1～100μm、連續空孔的平均直徑為1～1000μm、總細孔容積為0.5～50ml/g、在濕潤狀態下的陰離子交換容量為0.1～1.0mg當量/ml、陰離子交換基團均勻地分布在有機多孔陰離子交換體中的整塊狀有機多孔陰離子交換體，這種整塊狀有機多孔陰離子交換體的設計，使其在超純水制備過程中非常高效。它可以快速且有效地去除水中的離子，同時由于本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種提煉高純硅的工藝方法，其特征在于：所述制作方法包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種提煉高純硅的工藝方法，其特征在于：所述步驟S1中，水源選擇自來水、地下水或河水中的一種。
3.如權利要求1所述的一種提煉高純硅的工藝方法，其特征在于：所述步驟S3中，反滲透系統前必須進行充分的預處理，包括機械過濾、軟化、絮凝和沉淀等步驟，以去除懸浮物、顆粒物、硬度離子和有機物。
4.如權利要求1所述的一種提煉高純硅的工藝方法，其特征在于：所述步驟S4中，將混合床離子交換樹脂填充到交換柱中；填充前需確保樹脂已經充分濕潤并清洗干凈；b.樹脂活化：使用適當的酸堿溶液對樹脂進行活化處理，以去除樹脂中的雜質和殘留離子。
5.如權利要求1所述的一種提煉高純硅的工藝方法，其特征在于：所述步驟S4中，離子交換過程為：a.進水通過樹脂層：進水從交換柱的底部進入，通過樹脂層向上流動；b.離子去除：樹脂中的陽離子和陰離子與水中的離子進行交換，從而去除水中的離子；c.出水收集：處理后的水從交換柱的頂部流出，收集到出水系統中。
6.如權利要求1所述的一
7.如權利要求1所述的一種提煉高純硅的工藝方法，其特征在于：所述步驟S6中，納濾過程：a.進水：預處理后的水通過高壓泵送入納濾膜組件；b.膜分離：水在壓力驅動下通過納濾膜，水分子和部分溶解的無機鹽類通過膜，而大分子有機物、懸浮物和大部分單價離子被膜截留；c.產水收集：通過膜的清潔水被收集并用于后續工藝或直接使用；d.濃水排放：被膜截留的物質隨濃水排出，濃水可以進一步處理或排放。
8.如權利要求1所述的一種提煉高純硅的工藝方法，其特征在于：所述步驟S7中，進行電化學氧化處理：在電去離子單元之前添加電化學氧化步驟，利用電解產生的強氧化劑來氧化水中的有機物和微生物；利用等離子體產生的高能電子和自由基來氧化水中的有機物和微生物；等離子體氧化可以在常溫常壓下進行，且能夠處理多種類型的污染物。
9.如權利要求1所述的一種提煉高純硅的工藝方法，其特征在于：所述步驟S9中，將超純水置于封閉的循環系統中，通過連續循環保持水質；循環系統可以防止水長時間靜止而導致細菌生長或雜質沉淀。
10.如權利要求1所述的一種提煉高純硅的工藝方法，其特征在于：所述步驟S9中，使用高質量的材料構建分配系統，確保水在分配過程中不被污染；分配系統的設計應減少死水區和盡量使用無死角連接。
...【技術特征摘要】
1.一種提煉高純硅的工藝方法，其特征在于：所述制作方法包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種提煉高純硅的工藝方法，其特征在于：所述步驟s1中，水源選擇自來水、地下水或河水中的一種。
3.如權利要求1所述的一種提煉高純硅的工藝方法，其特征在于：所述步驟s3中，反滲透系統前必須進行充分的預處理，包括機械過濾、軟化、絮凝和沉淀等步驟，以去除懸浮物、顆粒物、硬度離子和有機物。
4.如權利要求1所述的一種提煉高純硅的工藝方法，其特征在于：所述步驟s4中，將混合床離子交換樹脂填充到交換柱中；填充前需確保樹脂已經充分濕潤并清洗干凈；b.樹脂活化：使用適當的酸堿溶液對樹脂進行活化處理，以去除樹脂中的雜質和殘留離子。
5.如權利要求1所述的一種提煉高純硅的工藝方法，其特征在于：所述步驟s4中，離子交換過程為：a.進水通過樹脂層：進水從交換柱的底部進入，通過樹脂層向上流動；b.離子去除：樹脂中的陽離子和陰離子與水中的離子進行交換，從而去除水中的離子；c.出水收集：處理后的水從交換柱的頂部流出，收集到出水系統中。
6.如權利要求1所述的一種提煉高純硅的工藝方法，其特征在于：所述步驟s5中，超濾膜的孔徑在0.01至1微米之間，可以有效去除許多反滲透膜無法去除的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐曉濤，李煜，趙小超，
申請(專利權)人：湖北天谷新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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