合金精煉-造渣法提純冶金硅的研究.pdf

1、能源危機(jī)帶來(lái)的諸多問(wèn)題導(dǎo)致依賴傳統(tǒng)能源的能源結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行改革，應(yīng)運(yùn)而生的新能源因?yàn)榫哂锌裳h(huán)無(wú)污染綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)有望取代傳統(tǒng)能源。太陽(yáng)能因?yàn)閮?chǔ)量大、開(kāi)采方便、無(wú)地域限制、清潔無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)使其能超越風(fēng)能、水能、地?zé)崮艿瘸蔀闃O具潛質(zhì)且未來(lái)可廣泛高效應(yīng)用的清潔能源。太陽(yáng)能電池是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化的主要裝置，硅料因?yàn)閮?chǔ)量大、光電轉(zhuǎn)化效率高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)占據(jù)太陽(yáng)電池原材料的絕大部分市場(chǎng)，硅太陽(yáng)能電池的原料以多晶硅為主。
　　初期硅的提純主要依賴

2、以西門(mén)子法為代表的化學(xué)法，其能耗高，設(shè)備復(fù)雜，且產(chǎn)品純度不適用于太陽(yáng)能電池，冶金法可以解決這些問(wèn)題，此方法能耗低，提純溫度低，設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單且成本低，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
　　本文研究利用合金精煉-造渣法提純冶金硅，通過(guò)結(jié)合合金精煉提純法和造渣提純法來(lái)研究低溫條件下硼的去除，以改變傳統(tǒng)造渣法在高溫條件下的高能耗問(wèn)題，從而真正實(shí)現(xiàn)低能耗、低成本去除冶金硅中硼雜質(zhì)。本文通過(guò)對(duì)M-Si合金體系結(jié)合造渣法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)改變合金組成、渣劑種類、

3、熔煉時(shí)間、渣金比以及堿度，研究不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì)除硼效果的影響，主要得到以下結(jié)論:
　　(1)采用Si-Sn合金以及Na2SiO3-CaO-SiO2渣劑進(jìn)行精煉提純，隨著Sn添加量的增大，渣金比的增大，熔煉時(shí)間的增加，硅中硼雜質(zhì)含量逐漸降低，硼的去除率逐漸增大，Sn添加量為50at％時(shí)，經(jīng)過(guò)一次造渣，硅中的硼含量由初始值12.92ppmw降至0.786ppmw，去除率為93.92％;在渣金比達(dá)到1.75∶1之后硅中的硼含量基本達(dá)到穩(wěn)定

4、狀態(tài);
　　(2)采用Si-Sn合金以及Na2CO3-SiO2渣劑進(jìn)行精煉提純，隨著熔煉時(shí)間的增加，Sn添加量的增大，渣金比的增大，硅中硼含量表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì);當(dāng)Sn添加量為50at％時(shí)，經(jīng)過(guò)一次造渣，硅中的硼含量降至0.9ppmw，去除率為93.03％;在渣金比達(dá)到1.25∶1之后硅中的硼含量基本達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài);隨著堿度的增加，硅中的硼含量先降低后增加，這主要是因?yàn)榕鸬娜コ茉鼊A度以及氧分壓的雙重影響，當(dāng)渣劑堿度較小時(shí)，堿度

5、是制約反應(yīng)的主要因素，當(dāng)堿度較大時(shí)，氧分壓成為制約反應(yīng)的主要因素。
　　(3)采用Al-Si合金以及Na3AlF6-Al2O3渣進(jìn)行精煉提純，渣劑的引入對(duì)Al-Si合金精煉除硼的效果有一定的強(qiáng)化作用，與同時(shí)間的合金精煉效果相比，引入造渣過(guò)程后，除硼效率能夠提高15.7％。雜質(zhì)硼含量降低至2.85ppmw。同時(shí)，熔煉時(shí)間對(duì)除硼效果也有較大影響，隨著熔煉時(shí)間的增加，初晶硅中雜質(zhì)硼含量逐漸降低，去除率逐漸增加。分析合金精煉-造渣法對(duì)Al