合金精煉-造渣法提純冶金硅的研究.pdf

1、能源危機帶來的諸多問題導(dǎo)致依賴傳統(tǒng)能源的能源結(jié)構(gòu)必須進行改革，應(yīng)運而生的新能源因為具有可循環(huán)無污染綠色環(huán)保等優(yōu)點有望取代傳統(tǒng)能源。太陽能因為儲量大、開采方便、無地域限制、清潔無污染等優(yōu)點使其能超越風(fēng)能、水能、地?zé)崮艿瘸蔀闃O具潛質(zhì)且未來可廣泛高效應(yīng)用的清潔能源。太陽能電池是實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化的主要裝置，硅料因為儲量大、光電轉(zhuǎn)化效率高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點占據(jù)太陽電池原材料的絕大部分市場，硅太陽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能電池，冶金法可以解決這些問題，此方法能耗低，提純溫度低，設(shè)備構(gòu)造簡單且成本低，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，通過結(jié)合合金精煉提純法和造渣提純法來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題，從而真正實現(xiàn)低能耗、低成本去除冶金硅中硼雜質(zhì)。本文通過對M-Si合金體系結(jié)合造渣法進行實驗，通過改變合金組成、渣劑種類、

3、熔煉時間、渣金比以及堿度，研究不同實驗條件對除硼效果的影響，主要得到以下結(jié)論:
　　(1)采用Si-Sn合金以及Na2SiO3-CaO-SiO2渣劑進行精煉提純，隨著Sn添加量的增大，渣金比的增大，熔煉時間的增加，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，經(jīng)過一次造渣，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渣劑進行精煉提純，隨著熔煉時間的增加，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;當(dāng)Sn添加量為50at％時，經(jīng)過一次造渣，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，這主要是因為硼的去除受渣劑堿度以及氧分壓的雙重影響，當(dāng)渣劑堿度較小時，堿度

5、是制約反應(yīng)的主要因素，當(dāng)堿度較大時，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渣進行精煉提純，渣劑的引入對Al-Si合金精煉除硼的效果有一定的強化作用，與同時間的合金精煉效果相比，引入造渣過程后，除硼效率能夠提高15.7％。雜質(zhì)硼含量降低至2.85ppmw。同時，熔煉時間對除硼效果也有較大影響，隨著熔煉時間的增加，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Al