【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及多晶硅、有機硅的，特別是指一種工業硅粉體制備的方法。
技術介紹
1、隨著日益嚴峻的能源危機和環境惡化的情況，各國政府把新能源開發作為重點發展方向，尤其是晶硅太陽能電池，目前乃至今后很長一段時間都將是最為重要的太陽能電池類型。由于晶硅電池的發展，硅產業鏈市場需求不斷增加，硅的初級產品需求量逐年增大。
2、工業硅作為多晶硅、有機硅等領域的必須生產原料，需經過礦熱爐冶煉、精煉、澆鑄、破碎、磨粉等工序后才能作為原料，工藝流程復雜生產成本高，且澆鑄、破碎、磨粉過程中會引入不同程度的雜質元素，增加后期處理成本。
3、目前工業硅粉主流生產工藝是工業硅冶煉出爐、澆鑄、破碎精整、磨粉，存在工藝繁瑣、流程較長、硅損耗大、設備磨損大等缺點，導致生產成本高。澆鑄、精整、磨粉過程常常會帶入一部分鐵元素，導致產品質量下降，影響硅粉價格。
4、工業硅磨粉的工藝有很多，包括雷蒙法、對輥法、盤磨法和沖旋法、機械化學法等，主要是以物理機械研磨為主，采用物理機械研磨流程長、成本高；而機械化學法更是如此，不僅研磨時間長，而且化學洗滌和去離子水洗滌消耗的成本高，所得粉體的雜質去除率低，例如：中國專利cn105271238a就是如此?；蛘呤峭ㄟ^沖旋法進行，例如中國專利cn106824475a就是如此，先經過裝置結構吸附去除硅原料破碎后硅塊中的鐵，之后通過沖旋制粉機進行高速制粉，然而這種方法存在流程長、粉末空氣污染嚴重、成本高、效率低等技術缺陷。
5、還有一些方法是通過熔煉原料的選擇、澆鑄得到鑄錠進行水解、粉化、
6、雖然也有通過硅液氣霧化來制備硅粉，但是制備的硅粉并不適合多晶硅、有機硅等領域。
7、例如：中國專利cn103043665b公開了一種硅粉的制備方法，該制備方法先采用高溫造渣提純多晶硅，待造渣反應結束后，去除渣液；然后將硅液通過霧化器的霧化作用，形成低硼的硅粉。然而由于采用氣霧化的方式制硅粉存在冷卻時間長、霧化設備大、投資大等缺點，并不適用于工業化大規模生產硅粉，且采用氣霧化易形成球形或類球形顆粒，性質穩定，不利于后續多晶硅、有機硅企業的開發利用。中國專利cn103043665a同樣公開了氣霧化硅液制備硅粉的方法，獲得的硅粉粒徑并不分散，大多數為球形或類球形，造渣劑的引入雖然能夠去除雜質硼，但是會引入其他雜質。
8、中國專利cn117023590a公開了一種工業硅粉的制備方法，其原料為二氧化硅粉體，采用等離子反應器加熱并還原，得到的小顆粒硅單質被熔化為小顆粒硅液滴，然后將這些小顆粒硅液滴碰撞、融合得到大顆粒硅液滴，冷卻得到硅粉；顯然能源消耗高，制備的硅粉不同粒徑難以進行有效控制，不適合工業生產。
9、中國專利cn113023731a公開了一種制備硅粉的方法，該方法通過：對砂漿進行噴霧干燥；對噴霧干燥得到的產物進行氣流粉碎，從而制得硅粉；顯然硅粉中的雜質含量并未得到有效控制，噴霧干燥得到的硅粉并不適合多晶硅、有機硅的加工利用；
10、總之，為簡化工業硅冶煉工藝流程，提高生產效率，進一步提升工業硅產品附加值，急需一種便捷高效的工業硅粉制備方法。
技術實現思路
1、為了解決現有技術中硅粉體制備存在的物理機械研磨流程長、成本高、粉體的雜質去除率低、沖旋法不是綠色工藝、硅粉雜質含量高、氣霧化的方式制硅粉存在冷卻時間長、霧化設備大、投資大、易形成球形或類球形顆粒、能源消耗高、所制備硅粉不適合多晶硅、有機硅等技術問題；故而本專利技術實施例提供了能協同提高生產工藝效率、粉體的雜質去除率、降低生產成本、能源消耗、適合多晶硅、有機硅的一種工業硅粉體制備的方法。所述技術方案如下：
2、一種工業硅粉體制備的方法，所述工業硅粉體制備的方法如下步驟：
3、s1、硅水精煉處理：硅石經過還原冶煉得到硅包內的高溫硅水，之后向硅包內的高溫硅水持續吹氧精煉，得到低鋁、鈣雜質含量的硅水；
4、s2、中間包加熱處理：開啟中間包加熱，中間包加熱至一定溫度并保溫，防止霧化過程中硅水降溫過快而堵包；
5、s3、水霧化處理：開啟霧化器，將s1低鋁、低鈣雜質含量的硅水緩慢倒至s2加熱完成的中間包的導流槽，硅水經過導流槽進入霧化盤，進入霧化盤時采用高壓水流噴射，將硅水霧化成不同粒度的硅粉末，霧化后的硅粉末進入霧化罐內的冷卻水中，得到含硅粉冷卻水；
6、s4、抽濾和干燥處理：將s3含硅粉冷卻水送入抽濾池中，抽濾、干燥后獲得混合工業硅粉；
7、s5、篩分：將s4混合工業硅粉進行振動篩分，獲得不同粒度的成品工業硅粉。
8、可選地，s1中硅石的品位為98%-99.8%，吹氧精煉的氧流量為3-30l/min，低鋁、鈣雜質含量的硅水中鋁含量為0.3%以下，鈣含量為0.2%以下，硅水溫度保持1550-1750℃。
9、可選地，s2中霧化器的中間包加裝電磁感應加熱線圈，對中間包進行加熱中使中間包溫度在1000-1500℃，以防止霧化時硅水流經中間包降溫過快導致堵包。
10、可選地，s3中通過調節霧化水的流量及壓力來控制獲得不同粒度的硅粉末，其中霧化流量為50-400l/min，霧化壓力為0.5-50mpa。
11、可選地，s3中導流槽的尺寸為長×寬=200-1000mm×10-50mm，霧化盤的結構為正方形，尺寸為200-1000mm×200-1000mm，兩側分布均勻分布多個霧化噴頭，霧化噴頭的孔徑為0.2-8mm，噴頭夾角20°-60°。
12、可選地，s3中當導流槽尺寸為200mm×10mm、霧化噴頭為12個、霧化噴頭的孔徑為2mm、霧化水流量為180l/min、霧化水壓力為20mpa、冷卻水的高度為1m時，霧化后硅粉末的粒度為80-400目。
13、可選地，s3中當導流槽尺寸為300mm×15mm、霧化噴頭為16個、霧化噴頭的孔徑為4mm、霧化水流量為240l/min、霧化水壓力為10mpa、冷卻水的高度為1m時，霧化后硅粉末的粒度為40-320目.
14、可選地，s3中當導流槽尺寸為400mm×20mm、霧化噴頭為20個、霧化噴頭的孔徑為6mm、霧化水流量為300l/min、霧化水壓力為5mpa、冷卻水的高度為1m時，霧化后硅粉末的粒度為20-200目。
15、可選地，s4中抽濾是通過真空泵進行，抽濾時間為0.5-2h；干燥利用工業硅冶煉過程中產生的余熱進行烘干。
16、可選地，s4中混合工業硅粉為不規則顆粒，粒度在8-400目，雜質總含量為0.6%以下；s5振動篩分后獲得的不同粒度的成品工業硅粉的價格相比現有技術制備的工業硅粉能夠降低5%-20%。
17、上述技術方案，與現有技術相比至少具有如下有益效果：
18、上述方案，本專利技術提出了一種工業硅粉體制備的方法，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種工業硅粉體制備的方法，其特征在于，所述工業硅粉體制備的方法如下步驟：
2.根據權利要求1所述的工業硅粉體制備的方法，其特征在于，S1中硅石的品位為98%-99.8%，吹氧精煉的氧流量為3-30L/min，低鋁、鈣雜質含量的硅水中鋁含量為0.3%以下，鈣含量為0.2%以下，硅水溫度保持1550-1750℃。
3.根據權利要求1所述的工業硅粉體制備的方法，其特征在于，S2中霧化器的中間包加裝電磁感應加熱線圈，對中間包進行加熱中使中間包溫度在1000-1500℃，以防止霧化時硅水流經中間包降溫過快導致堵包。
4.根據權利要求1所述的工業硅粉體制備的方法，其特征在于，S3中通過調節霧化水的流量及壓力來控制獲得不同粒度的硅粉末，其中霧化流量為50-400L/min，霧化壓力為0.5-50MPa。
5.根據權利要求1所述的工業硅粉體制備的方法，其特征在于，S3中導流槽的尺寸為長×寬=200-1000mm×10-50mm，霧化盤的結構為正方形，尺寸為200-1000mm×200-1000mm，兩側分布均勻分布多個霧化噴頭，霧化噴頭的孔徑為
6.根據權利要求5所述的工業硅粉體制備的方法，其特征在于，S3中當導流槽尺寸為200mm×10mm、霧化噴頭為12個、霧化噴頭的孔徑為2mm、霧化水流量為180L/min、霧化水壓力為20MPa、冷卻水的高度為1m時，霧化后硅粉末的粒度為80-400目。
7.根據權利要求5所述的工業硅粉體制備的方法，其特征在于，S3中當導流槽尺寸為300mm×15mm、霧化噴頭為16個、霧化噴頭的孔徑為4mm、霧化水流量為240L/min、霧化水壓力為10MPa、冷卻水的高度為1m時，霧化后硅粉末的粒度為40-320目。
8.根據權利要求5所述的工業硅粉體制備的方法，其特征在于，S3中當導流槽尺寸為400mm×20mm、霧化噴頭為20個、霧化噴頭的孔徑為6mm、霧化水流量為300L/min、霧化水壓力為5MPa、冷卻水的高度為1m時，霧化后硅粉末的粒度為20-200目。
9.根據權利要求1所述的工業硅粉體制備的方法，其特征在于，S4中抽濾是通過真空泵進行，抽濾時間為0.5-2h；干燥利用工業硅冶煉過程中產生的余熱進行烘干。
10.根據權利要求1所述的工業硅粉體制備的方法，其特征在于，S4中混合工業硅粉為不規則顆粒，粒度在8-400目，雜質總含量為0.6%以下；S5振動篩分后獲得的不同粒度的成品工業硅粉的價格相比現有技術制備的工業硅粉能夠降低5%-20%。
...【技術特征摘要】
1.一種工業硅粉體制備的方法，其特征在于，所述工業硅粉體制備的方法如下步驟：
2.根據權利要求1所述的工業硅粉體制備的方法，其特征在于，s1中硅石的品位為98%-99.8%，吹氧精煉的氧流量為3-30l/min，低鋁、鈣雜質含量的硅水中鋁含量為0.3%以下，鈣含量為0.2%以下，硅水溫度保持1550-1750℃。
3.根據權利要求1所述的工業硅粉體制備的方法，其特征在于，s2中霧化器的中間包加裝電磁感應加熱線圈，對中間包進行加熱中使中間包溫度在1000-1500℃，以防止霧化時硅水流經中間包降溫過快導致堵包。
4.根據權利要求1所述的工業硅粉體制備的方法，其特征在于，s3中通過調節霧化水的流量及壓力來控制獲得不同粒度的硅粉末，其中霧化流量為50-400l/min，霧化壓力為0.5-50mpa。
5.根據權利要求1所述的工業硅粉體制備的方法，其特征在于，s3中導流槽的尺寸為長×寬=200-1000mm×10-50mm，霧化盤的結構為正方形，尺寸為200-1000mm×200-1000mm，兩側分布均勻分布多個霧化噴頭，霧化噴頭的孔徑為0.2-8mm，噴頭夾角20°-60°。
6.根據權利要求5所述的工業硅粉體制備的方法，其特征在于，s3中當導流槽尺寸為...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉定，黃艦，劉吉波，金長浩，寇含墁，王亞輝，溫立舟，夏顯倫，莊海波，黃繪，
申請(專利權)人：四川納畢材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。