工业硅的选择与处理

工业硅的选择与处理

由于各厂家的原料产地不同，生产工艺条件各异，所以生产出的工业硅质量差别很大。工业硅的质量直接关系到四氯化硅的质量，因此，要生产高质量的四氯化硅就得把好工业硅这一关，合成之前首先应对合成的原料和氯进行选择与处理。

（1）工业硅的选择。工业硅的选择可根据国家标准。因为生产的四氯化硅是用来制备多晶硅和石英玻璃的，要求纯度高，所以应采用化学用硅，液就是A级硅和B级硅，最好还是采用A级硅。

（2）工业硅的粒度要求。采用固定炉合成四氯化硅，可以不采用价格高的硅粉为原料，而直接使用工业硅块来生产，这样一来，合成的成本就会大大降低，但硅块的粒度应合适，要有利于氯气充分的接触，提高反应速率。硅的粒度过大，硅的表面积小，反应的区域少，反应的速度就慢；硅的粒度过小，硅的表面积大，颗粒之间的空隙就小，这样一来，将会加大氯气的阻力，甚至阻碍氯气的通过。因此，要求工业硅有合适的粒度，一般认为硅的粒度在30~50mm为宜。

（3）工业硅的处理。化学用硅的纯度已经很高，可以直接用来生产四氯化硅，但是，为了提高产品纯度，还需要对工业硅进行处理，达到进一步提纯的目的。最常见的处理方法是酸浸法。在工业硅生产中，当硅出炉凝固时，多数杂质（Fe、Al、C、B、P、Cu的）离析在晶粒周围，这些杂质呈硅化物或硅酸盐状态。这些杂质除了碳化硅、氧化铁之外，大多都可以用酸溶解，而硅则不溶于酸中。硅和杂质的上述特性给我们提供了一个方便，是我们可以采用酸浸法来处理工业硅，而且效果很好，工业设备简单，经济适宜。

酸浸法所用的酸包括盐酸、硫酸、王水、氢氟酸及其不同的组合混酸。在酸中加入三价铁氧化剂可以加快杂质的溶解，提高酸浸效果；升高温度和采用小粒度硅粉，都对提高四氯化硅的纯度有利。大力度的工业硅液可以用浸酸法达到纯化目的，但酸浸时间要延长。 一般对工业硅酸浸，是用10％盐酸、硫酸、王水、氢氟酸等不同组分的酸溶液，酸浸时间应超过半天，一般在12~18h.

工业硅酸浸后要用水洗净，应将工业硅洗至中性为准。洗时要用净水，最后用纯水，以防止水污染工业硅。

水洗后工业硅必须在烘干箱（烘干机） 中干燥，烘干温度在150℃左右，一般时间维持2~8h（应视工业硅的干燥情况而定），烘干后工业硅应立即装入合成炉，不要在空气中存放，因为干燥过的工业硅是很容易吸水的。