一种超纯超细金属硅粉的生产方法
【专利说明】一种超纯超细金属硅粉的生产方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种金属硅粉，尤其涉及一种一种超纯超细金属硅粉的生产方法。
【背景技术】
[0003]超纯超细金属硅粉是最重要的半导体材料，广泛应用于计算机、微波通信、光纤通讯、太阳能发电等方面。科学家把现时代称为硅时代，金属硅具有优良的物理化学及半导体性质，因此在半导体器件中很快得到应用，并得到飞速发展。目前，制备超纯超细金属硅粉存在细而不纯、纯而不细的难题，也有的工艺过于复杂、生产费用高。
【发明内容】
[0004]本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种工艺科学合理，能制造出高纯度的一种超纯超细金属硅粉的生产方法。
[0005]本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
一种超纯超细金属硅粉的生产方法，按以下步骤进行:
(1)、原料、介质的净化及设备制备:
1.1、原料的提纯:纯度为99%，细度200目的原料金属硅粉，经酸洗、碱洗、铸锭、粉碎处理后达到纯度99.99%-99.999%成为半成品；
将采购的原材料倒入封闭容器里，容器内衬为聚四氟乙烯，加入提纯液，提纯过程进行加热并充分搅拌，经10-40小时后用去离子水将原料反复冲洗5-8遍，高温使原料达到熔融状态通过高温蒸腾去除杂质，降温铸锭，此时纯度99.999%以上；
切除掉周边角料后，粉碎为100目-300目的粗粉，粗粉使用提纯液去除粉碎过程中产生的杂质，用去离子水反复冲洗5-7遍，再用真空烘干；
1.2、压缩空气的净化处理:
干净新鲜空气经空气压缩机压缩，形成8-10公斤高压气体；进入I级Ippm级的过滤器进行精密过滤去除残留水分和油污，经耐高温耐高压塑胶管道进入储气罐进行油水分离；进入2级Ippm级过滤器进一步进行精密过滤去除残留水分和油污，形成高压纯净气体；接着进入冷冻干燥机进行冷冻干燥，露点温度为负40摄氏度；
再进入进入3级Ippm级过滤器进行高精密过滤，最终形成低温气体介质，低温气体的温度为零下10-30摄氏度，低温气体的纯度为杂质含量小于2个ppm，低温气体的压力为8-10公斤，所有管道均采用耐高温耐高压塑胶管道；
1.3、设备的制备:将粉碎机分级轮的叶片用聚氨酯包覆，上下端面用聚氨酯盘包裹；喷嘴用聚氨酯制造；加料机推进部分用聚氨酯制造；管壁内部用聚氨酯粘贴；收集装置内壁米用聚氨醋粘贴；
二、生产工艺流程: 2.1、气流粉碎:粉碎过程为全封闭操作，保证了粉碎过程无杂质进入；
高压气体进入气流粉碎机粉碎室，经喷嘴喷射形成超高速气流，超高速气流的速度可达音速的2倍，带动经加料仓进入的物料高速运动，高速运动的物料互相碰撞，达到粉碎的目的；
粉碎后的颗粒随上升气流到达分级室，分级机高速运转，不合格的大颗粒甩到外壁下降到粉碎室再次粉碎，合格的颗粒进入旋风分离机进行不同细度的分离分级包装，最终形成不同粒径规格的产成品粒径1.5微米-1000微米；
尾气经布袋过滤器过滤，残余尘粒被布袋捕获搜集包装形成产成品，干净尾气经引风机排出，原料进量根据产品要求每小时5KG - 100KG，出量与进量保持平衡；
2.2、精密分级:通过精密自动分级包装机对加工后的物料进行全封闭全自动的精密分级包装，保证了分级包装过程无杂质进入。
[0006]针对铁铝钙等常见金属杂质，采用以盐酸为主辅以其它少量助剂配合而成的提纯液，针对其它特殊杂质，采用特殊成分助剂如氢氟酸、碱性助剂等方法去除。
[0007]所述的提纯液为80%_95%的浓盐酸，再根据原料品质加入5%_20%氢氟酸或王水或硝酸。
[0008]该生产工艺生产的硅粉产品解决了细而不纯，纯而不细的难题。
[0009]因此，本发明的一种超纯超细金属硅粉的生产方法，粉碎过程无粉尘排放，粉碎过程无杂质进入不产生二次污染，产品收集采用全自动真空包装，成品率高，产品粒度细，分布均匀，形貌规则。
【具体实施方式】
[0010]下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0011]实施例1:一种超纯超细金属硅粉的生产方法，按以下步骤进行:
(1)、原料、介质的净化及设备制备:
1.1、原料的提纯:纯度为99%，细度200目的原料金属硅粉，经酸洗、碱洗、铸锭、粉碎处理后达到纯度99.99%成为半成品；
将采购的原材料倒入封闭容器里，容器内衬为聚四氟乙烯，加入提纯液，提纯过程进行加热并充分搅拌，经10小时后用去离子水将原料反复冲洗5遍，高温使原料达到熔融状态通过高温蒸腾去除杂质，降温铸锭，此时纯度99.999%以上；
切除掉周边角料后，粉碎为100目目的粗粉，粗粉使用提纯液去除粉碎过程中产生的杂质，用去离子水反复冲洗5遍，再用真空烘干；
1.2、压缩空气的净化处理:
干净新鲜空气经空气压缩机压缩，形成8公斤高压气体；进入I级Ippm级的过滤器进行精密过滤去除残留水分和油污，经耐高温耐高压塑胶管道进入储气罐进行油水分离；进入2级Ippm级过滤器进一步进行精密过滤去除残留水分和油污，形成高压纯净气体；接着进入冷冻干燥机进行冷冻干燥，露点温度为负40摄氏度；
再进入进入3级Ippm级过滤器进行高精密过滤，最终形成低温气体介质，低温气体的温度为零下10摄氏度，低温气体的纯度为杂质含量小于2个ppm，低温气体的压力为8公斤，所有管道均采用耐高温耐高压塑胶管道； 1.3、设备的制备:将粉碎机分级轮的叶片用聚氨酯包覆，上下端面用聚氨酯盘包裹；喷嘴用聚氨酯制造；加料机推进部分用聚氨酯制造；管壁内部用聚氨酯粘贴；收集装置内壁米用聚氨醋粘贴；
二、生产工艺流程:
2.1、气流粉碎:粉碎过程为全封闭操作，保证了粉碎过程无杂质进入；
高压气体进入气流粉碎机粉碎室，经喷嘴喷射形成超高速气流，超高速气流的速度可达音速的2倍，带动经加料仓进入的物料高速运动，高速运动的物料互相碰撞，达到粉碎的目的；
粉碎后的颗粒随上升气流到达分级室，分级机高速运转，不合格的大颗粒甩到外壁下降到粉碎室再次粉碎，合格的颗粒进入旋风分离机进行不同细度的分离分级包装，最终形成不同粒径规格的产成品粒径1.5微米；
尾气经布袋过滤器过滤，残余尘粒被布袋捕获搜集包装形成产成品，干净尾气经引风机排出，原料进量根据产品要求每小时5KG，出量与进量保持平衡；
2.2、精密分级:通过精密自动分级包装机对加工后的物料进行全封闭全自动的精密分级包装，保证了分级包装过程无杂质进入。
[0012]实施例2:—种超纯超细金属硅粉的生产方法，按以下步骤进行:
(1)、原料、介质的净化及设备制备:
1.1、原料的提纯:纯度为99%，细度200目的原料金属硅粉，经酸洗、碱洗、铸锭、粉碎处理后达到纯度99.999%成为半成品；
将采购的原材料倒入封闭容器里，容器内衬为聚四氟乙烯，加入提纯液，提纯过程进行加热并充分搅拌，经20小时后用去离子水将原料反复冲洗6遍，高温使原料达到熔融状态通过高温蒸腾去除杂质，降温铸锭，此时纯度99.999%以上；
切除掉周边角料后，粉碎为200目的粗粉，粗粉使用提纯液去除粉碎过程中产生的杂质，用去离子水反复冲洗6遍，再用真空烘干；