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冶金法生产多晶硅的工艺流程

发布时间:2025-05-02 08:28编辑:冶金属归类:冶金设备

一、冶金法生产多晶硅的工艺流程

1)石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅,

其化学反应sio2+c→si+co2↑

(2)为了满足高纯度的需要,必须进一步提纯。把工业硅粉碎并用无水(hcl)与之反应在一个流化床反应器中,生成拟溶解的三氯氢硅(sihcl3)。

其化学反应si+hcl→sihcl3+h2↑

反应温度为300度,该反应是放热的。同时形成气态混合物(н2,нс1,siнс13,sic14,si)。

(3)第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯,需要分解:过滤硅粉,冷凝siнс13,sic14,而气态н2,нс1返回到反应中或排放到大气中。然后分解冷凝物siнс13,sic14,净化三氯氢硅(多级精馏)。

(4)净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺,以高纯的sihcl3在h2气氛中还原沉积而生成多晶硅。

其化学反应sihcl3+h2→si+hcl。

多晶硅的反应容器为密封的,用电加热硅池硅棒(直径5-10毫米,长度1.5-2米,数量80根),在1050-1100度在棒上生长多晶硅,直径可达到150-200毫米。

这样大约三分之一的三氯氢硅发生反应,并生成多晶硅。剩余部分同н2,нс1,siнс13,sic14从反应容器中分离。这些混合物进行低温分离,或再利用,或返回到整个反应中。气态混合物的分离是复杂的、耗能量大的,从某种程度上决定了多晶硅的成本和该3工艺的竞争力。

二、稀土矿的提炼过程

利用组成矿石的各种矿物之间的物理化学性质的差异,采用不同的选矿方法,借助不同的选矿工艺稀土冶炼方法有两种,即湿法冶金和火法冶金。,不同的选矿设备,把矿石中的有用矿物富集起来,除去有害杂质,并使之与脉石矿物分离。湿法冶金属化工冶金方式,全流程大多处于溶液、溶剂之中,如稀土精矿的分解、稀土氧化物、稀土化合物、单一稀土金属的分离和提取过程就是采用沉淀、结晶、氧化还原、溶剂萃取、离子交换等化学分离工艺过程。现应用较普遍的是有机溶剂萃取法,它是工业分离高纯单一稀土元素的通用工艺。湿法冶金流程复杂,产品纯度高,该法生产成品应用面广阔。 火法冶金工艺过程简单,生产率较高。稀土火法冶炼主要包括硅热还原法制取稀土合金,熔盐电解法制取稀土金属或合金,金属热还原法制取稀土合金等。火法冶金的共同特点是在高温条件下生产。分解稀土精矿有很多方法,总的来说可分为三类,即酸法、碱法和氯化分解。酸法分解又分为盐酸分解、硫酸分解和氢氟酸分解法等。碱法分解又分为氢氧化钠分解或氢氧化钠熔融或苏打焙烧法等。一般根据精矿的类型、品位特点、产品方案、便于非稀土元素的回收与综合利用、利于劳动卫生与环境保护、经济合理等原则选择适宜的工艺流程。碳酸稀土和氯化稀土是稀土工业中最主要的两种初级产品,一般地说,目前有两个主要工艺生产这两种产品。一个工艺是浓硫酸焙烧工艺,即把稀土精矿与硫酸混合在回转窑中焙烧。经过焙烧的矿用水浸出,则可溶性的稀土硫酸盐就进入水溶液,称之为浸出液。然后往浸出液中加入碳酸氢铵,则稀土呈碳酸盐沉淀下来,过滤后即得碳酸稀土。 另一种工艺叫烧碱法工艺,简称碱法工艺。一般是将60%的稀土精矿与浓碱液搅匀,在高温下熔融反应,稀土精矿即被分解,稀土变为氢氧化稀土,把碱饼经水洗除去钠盐和多余的碱,然后把水洗过的氢氧化稀土再用盐酸溶解,稀土被溶解为氯化稀土溶液,调酸度除去杂质,过滤后的氯化稀土溶液经浓缩结晶即制得固体的氯化稀土。

三、在电渣重熔过程中熔速一般是多少

电渣重熔过程中熔速一般为结晶器直径的0.7~0.8倍,直径的单位取mm。举例说明:如果冶炼700mm圆的电渣锭,平均熔速一般应控制在490~560kg/h。

四、萤石砂的洗选和提纯需要用到哪些设备?

萤石砂顾名思义即细粒萤石粉矿,粗粒萤石矿大多通过跳汰机重选的方法洗选和提纯用于生产冶金级萤石矿,但是对于细粒萤石砂的洗选需要用到哪些设备呢?很多客户朋友会认为采用浮选法比较妥当,诚然浮选法是生产高品位萤石粉矿的唯一方法,但是由于种种原因,浮选法的应用受到很大的局限,在这种情况下我们该通过什么方法来洗选和提纯萤石砂呢?

萤石主要成分是氟化钙,性脆易碎,因此细粒的萤石砂也往往是品位较高的萤石矿碎解产生的,回收这部分萤石砂的意义重大,所产生的利润也不可小估。萤石砂的洗选和提纯往往需要经过筛分,重选两个步骤,有些还需要用到脱水,烘干。

萤石砂的筛分往往采用直线振动筛或滚筒筛,由于萤石砂粒度较细,而萤石矿大多伴生有粘土质的粘性物,通过圆振动筛的筛分效果并不理想,还较容易堵塞振动筛的筛孔造成筛分不彻底的情况。因此萤石砂的筛分通常采用简单实用的滚筒筛或高效可靠的直线振动筛,这两种筛分设备都非常适合细粒级物料的干,湿式筛分,筛分效果和效率也都能达到理想要求。

萤石砂的重选需要用到的设备还是跳汰机,有些朋友认为摇床也是选别细粒级物料的重选设备,但是毕竟摇床的回收率较低,产量也难以达到要求,因此跳汰机仍然是萤石砂重选的核心设备。对于细粒级萤石砂的重选通常采用下动式跳汰机,该机水流平稳,占地面积小,选矿效果显著,对细粒萤石砂的选别非常理想,尤其对于0-5mm粒级的萤石砂矿的洗选,有着其他型号跳汰机不可比拟的优势。

萤石砂的脱水往往在跳汰机出料端完成,采用简单高效的脱水筛即可,根据萤石砂的粒度调配脱水筛筛孔尺寸,获得最佳脱水效果,或通过沉淀池沉淀,再用装载机将精矿挖出的方法自然脱水。

脱水后的萤石砂有时还需要经过烘干才能得到客户的认可,这时就需要采用烘干机设备将萤石砂进行烘干处理,需要用到转筒式烘干机或网带式烘干机。

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