一种制备硅粉的方法
【技术领域】
[0001]本发明属金属材料领域，特别涉及一种利用熔体法以工业硅块，S1-P合金和工业纯铝为原料制备硅粉的方法。
【背景技术】
[0002]由于“硅”技术的巨大进步，和“硅”产品市场需求的拉动，硅的初级产品需求大幅增加。现有技术中以硅块为原料制取硅粉的方法很多，但都是利用物理方法将硅块破碎，其中效果较好、应用较多的是雷蒙法，对辊法、盘磨法和冲旋法。所用设备相应是雷蒙法、对辊机、盘磨机(也称立磨)和冲旋法。就制粉原理看，前三种是挤压粉碎，后一种是冲击粉碎，就其结构看，相异很大，各有特色，各有优缺点。挤压粉碎工艺流程复杂，效率低，噪音大，必须在氮气保护下进行，氮气消耗量大。
[0003]专利申请号为201110006700.8的中国专利公开了一种金属硅粉的制备工艺及专用设备，该专利提供了一种冲旋式金属破碎工艺，采用风力和机械力相结合的方式，带动金属硅自身高速运动，自相破碎成粉。该工艺与挤压粉碎相比有设备价格低、产品粒度小和能耗低的优点，但冲击粉碎系统自动化程度低，操作和维修工作量大，冲击粉碎机检修和换刀片较频繁。产生含尘尾气，污染环境，且研磨硅粉时系统无氩气保护，存在爆炸隐患。因此，如能发明一种更加安全、环保、节能的硅粉制备方法，具有重要应用价值。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种利用熔体反应，以硅块、S1-P合金和工业纯铝为原料制备硅粉的方法。
[0005]本发明是通过以下方法实现的:
[0006]—种制备硅粉的方法，其特征包括以下步骤:
[0007](I)首先，按以下质量百分比准备好制备娃粉所需原料:工业娃块83?95，S1-P合金4?15，工业纯铝0.4?2 ;
[0008](2)采用熔体法在熔炼炉中将工业硅块熔化后，加入S1-P合金及工业纯铝，熔化、搅拌，待其完全反应后浇铸成锭；
[0009](3)将步骤(2)制备的铸件放入水中(或直接在空气中)，待其充分水解、粉化；
[0010](4)将步骤(3)制备的粉化后的材料干燥，即可制备得到粒度在15?400 μ m的硅粉。
[0011]上述一种制备娃粉的方法，其特征是:步骤(I)中S1-P合金中磷含量为13wt%。
[0012]该方法不同于传统的挤压粉碎和冲击粉碎等物理粉碎方法，利用S1-P合金与Al反应生成AlP水解的化学反应(A1P+3H20 — Al (0Η)3+ΡΗ3 ? )，使硅块内部膨胀从而自动粉化。其更加安全(不会发生爆炸)、环保(不会产生含尘尾气)、节能并且操作简单易行。在制备过程中，加入的S1-P合金质量百分比越大，浇铸后冷却速度越慢，硅块粉化所需时间越短，制备得到的硅粉粒度越小，可控制硅粉粒度，是一种新型、环保、节能的硅粉制备方法。
【具体实施方式】
[0013]下面给出本发明的三个最佳实例。
[0014]实施例1
[0015](I)按以下质量百分比准备原料:95.57 %的工业硅快、4.00%的S1-P合金、0.43%的工业纯铝(其中S1-P合金中磷含量为13wt% )。
[0016](2)将工业硅块置于熔炼炉中熔化，加入S1-P合金及工业纯铝，搅拌熔化，待其完全反应后饶铸成锭。
[0017](3)将铸锭放于水中32小时，使其充分水解、粉化。
[0018](4)将水解后的粉状材料取出，经真空干燥箱于90°C干燥3小时。
[0019]按照上述配比和工艺制备的硅粉，其粒度为150?400 μ m。
[0020]实施例2
[0021](I)按以下质量百分比准备原料:91.43%的工业硅快、7.70%的S1-P合金、
0.87%的工业纯铝(其中S1-P合金中磷含量为13wt% )。
[0022](2)将工业硅块置于熔炼炉中熔化，加入S1-P合金及工业纯铝，搅拌熔化，待其完全反应后饶铸成锭。
[0023](3)将铸锭放于水中12小时，使其充分水解。
[0024](4)将水解后的材料取出，经真空干燥箱于90°C干燥3小时。
[0025]按照上述配比和工艺制备的娃粉，其粒度为100?200 μ m。
[0026]实施例3
[0027](I)按以下质量百分比准备原料:83.80%的工业硅快、14.40%的S1-P合金、
1.80%的工业纯铝(其中S1-P合金中磷含量为13wt% )。
[0028](2)将工业硅块置于熔炼炉中熔化，加入S1-P合金及工业纯铝，搅拌熔化，待其完全反应后饶铸成锭。
[0029](3)将铸锭放于空气中24小时自然水解、粉化。
[0030](4)将粉状材料经真空干燥箱于90°C干燥I小时。
[0031]按照上述配比和工艺制备的娃粉，其粒度为15?50 μπι。
【主权项】
1.一种制备硅粉的方法，其特征是包括以下步骤: (1)首先，按以下质量百分比准备好制备硅粉所需原料:工业硅块83?95，S1-P合金4?15，工业纯铝0.4?2 ; (2)采用熔体法在熔炼炉中将工业硅块熔化后，加入S1-P合金及工业纯铝，熔化、搅拌，待其完全反应后浇铸成锭； (3)将步骤(2)制备的铸锭放入水中或直接在空气中，待其充分水解、粉化；(4)将步骤(3)制备的粉化后的粉状材料干燥，即可制备得到粒度在15?400μ m的硅粉。2.根据权利要求书I所述的一种制备硅粉的方法，其特征是:步骤(I)中采用的S1-P合金中憐含I为13wt.%。
【专利摘要】本发明属金属材料领域，是一种利用熔体法制备硅粉的方法。该方法以工业硅块、Si-P合金和工业纯铝为原料，采用熔体法将工业硅块熔化后，加入Si-P合金和工业纯铝，熔化搅拌，完全反应后，浇铸于模具中；将制得的铸锭放于水(或空气中)中使其充分水解、粉化；将粉化后的粉状材料干燥，即可得到15-400μm的硅粉。本发明采用熔体法，利用化学反应完成从硅块到硅粉的过程。不同于传统的挤压粉碎和冲击粉碎等物理破碎方法，本发明更加安全、环保、节能。
【IPC分类】B22F9/30
【公开号】CN105108172
【申请号】CN201510582093
【发明人】刘相法, 周晓璐, 朱向镇, 武玉英
【申请人】山东大学, 山东吕美熔体技术有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月14日