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1、 第 3期 2 0 1 1 年 6月 矿 产 综 合 利 用 M u l t i p u r p o s e Ut i l i z a t i o n o f M i n e r a l Re s o u r c e s No 3 J u n2 0 1 l 冶金法制备太 阳能级多晶硅 的原理 与生产工艺研究进展 念保义,陈兴顺,何绍福(三明学院资源开发与规划研究所,福建三明3 6 5 0 0 4)摘要:随着硅集成电路和器件以及太阳能电池产业的快速发展,导致了高纯多晶硅的严重脱销和价格暴涨,制 约了光伏发电产业的发展。由于硅材料的成本约占太阳能电池总成本的 5 0 左右,所以低成本提纯冶金硅至太
2、阳 能级硅工艺技术越来越受到广泛重视,成为研究开发热点。分析了全球光伏产业的发展现状和趋势,重点阐述了 冶金法制备太阳能级多晶硅的原理,分析 比较了几种典型低成本生产太阳能级多晶硅的技术工艺,并指出未来冶 金法的发展趋势。关键词:冶金法;太阳能级多晶硅;研究进展 中图分类号:T F 1 1 1 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 0-6 5 3 2(2 0 1 1)0 3-0 0 0 8-0 6 单晶硅(S i)是信息技术、电子技术和光伏技术 的最重要的基础材料,是影响 国家未来在高科技和 能源领域的全局性利益和地位的战略资源。面对 当 前世界性传统能源的枯竭,石油价格持续攀升的形 势,太阳
3、能作为可再生的洁净能源的独特优势受到 了世界各国的高度重视。近十年,半导体级和太阳 能级硅的需求分别以每年 5 和 2 0 速度急剧递 增。图 1为未来全球太 阳能级硅的需求状况,从 中可以看出世界对太阳能级硅的需求旺盛,由于 s i 材料的成本约 占太阳能 电池总成本 的 5 0,所 以,价格昂贵的s i 材料成为制约光伏产业发展的重要 因素。在 相 同光 致效 率(c o n v e r s i o n e f fi c i e n c y o f l i g h t i n d u c e d)下,降低 s i 材料的成本是降低硅太 阳能电池成本的关键措施。因此,为了满足光伏产 业对多晶
4、硅原材料的强大需求,大力开发针对太阳 能用高纯多晶硅的低成本生产技术,已成为国际光 伏产业竞争的焦点 J。高纯多晶硅的生产方法主要有化学法和冶金法 两类。化学法主要采用 日本的改良西门子法,该法 通过控制S i H C I,纯度,不仅可生产太阳能级多晶硅(68 N)而且还可生产半导体级多晶硅(91 1 N),是 目前化学法生产多晶硅最为成熟的工艺,其产品】卜 、_,略 图 l 未来全球太阳能级硅的需求状况 主要应用于高精密的电子芯片。但是,由于副产物 S i C I 对环境产生严重的污染,能耗高,其中电力成 本占总成本的7 0,光致转化效率低于2 0,工艺 流程长而且投资巨大约 l O亿人民币
5、 】。冶金法也 称物理法,从 1 9 9 6年起,在 日本新能源和产业技术 开发组织的支持下,日本川崎制铁公司(K a w a s a k i S t e e 1)开发出了由冶金级硅生产太阳能级多晶硅 的 方法。该方法采用了电子束和等离子冶金技术并结 收稿 日期:2 0 1 0 1 1 1 0;改回日期:2 0 1 1-0 2 1 5 基金项目:福建省教育厅科技项 目(J A 0 9 2 3 4);福建省高校服务海西重点项 目(H X 2 0 0 8 0 6)资助 作者简介:念保义(1 9 6 3一),男,教授,主要从事有机合成研究。第 3 期 念保义等:冶金法制备太阳能级多晶硅的原理与生产工
6、艺研究进展。9 合了定向凝固方法,是世界上最早宣布成功生产出 太阳能级多 晶硅的冶金法(me t a l l u r g i c a l me t h o d)。冶金法 的主要工艺是选择纯度较好的工业硅进行水 平区熔单向凝固成硅锭,除去硅锭中金属杂质聚集 的部分和外表部分后,进行粗粉碎与清洗,在等离子 体融解炉中除去硼杂质,再进行第 二次水平 区熔单 向凝固成硅锭,之后 除去第二 次区熔硅锭 中金属杂 质聚集 的部分和外表部分,经粗粉碎 与清洗后,在电 子束融解炉中除去磷 和碳杂质,直接生成 出太 阳能 级多晶硅。冶金法具有节能环保、工序短、成本低,特别是投资少,可灵活根据资金状况,控制投资规
7、 模,但是冶金法提炼的多晶硅纯度低,通常只有 4 6 N,该纯度的多晶硅只能作为太阳能电池上应用,而无法应用于高端的电子芯片。通过多次凝固结晶 提纯,再辅助等离子体、超声波和激光诱导等方法,虽然纯度有所提高,但能耗大,纯度提高有限,特别 是无法根除多晶硅 中硼、磷元素。本 文系统地介绍 冶金法太阳能级多晶硅的生产技术现状及有代表性 的工艺、技术 的研究 动态,分析 各种生产 工艺 的特 点,为太阳能硅材料工艺研究提供参考。1 冶金法提纯太阳能级多晶硅的原理 硅光伏电池衬底的杂质含量对电池性能起决定 性作用。合格衬底中,除 C、O、H三种杂质外,B、P、F e、C a、T i、A l、C、N a
8、等杂质浓度应低于 1 01 0,其他杂质浓度应低于 1 01 0 一,这种纯度多晶硅 称为太阳能级硅(S O GS i)。工业金属硅的纯度约为 9 5 一9 9 ,又称为粗 硅、冶金硅或工业硅,这种金属硅材料对太阳能光伏 电池而言,含有过多的杂质,主要 为非金属杂质 C、B、P和金属杂质 F e、A l 等。冶金法通过以下技术原 理,将冶金硅提纯至太阳能级硅。1 1 定向凝固原理 工业硅 中含有 多种金属杂质和非金属杂质,除 B、P、A s、O等几种杂质外,其他杂质在硅熔体结 晶 过程中的平衡分凝系数远小于 1,利用这个特性,采 用定向凝固使杂质原子不断从固 一 液界面偏析到硅 熔体中,待硅熔
9、体全部结晶完毕,采用机械切除杂质 浓度高的部分,获得提纯多晶硅_ 7】。定向凝固工艺 是一种去除杂质非常有效的方法,整个过程中没有 任何化学反应,在理想的定向凝固条件下,除了P、B、O和C以外,大部分的杂质通过两次的定向凝固 精练以后都能够满足太阳能级硅的要求。但是定向 凝固工艺能耗高,成本比较高,通过减少定向凝固的 次数,可大幅度的降低太阳能级硅的生产成本。根 据晶体生长理论和杂质分凝原理,动态调整结晶速 度、控制结晶过程 中固 一液界面的形状,是应用定向 凝固原理提纯冶金硅、取得较高成品率的关键因素。1 2 饱和蒸汽压原理 真空条件下除杂的效果主要取决于杂质的蒸汽 压、炉内的真空度 和熔炼
10、的温度,是挥发去除杂质的 主要途径,比基体饱 和蒸气压大 的杂质元素容易除 掉,但也有不利的一面,即基体 由于挥发损失很大。利用硅中 P、A I、N a、M g、S、C I 等杂质具有远大于硅 元素的饱和蒸气压,在高温真空环境中更易以气体 形态从硅熔体表面挥发出去的特性,应用高真空设 备,抽出硅熔体中挥发的杂质气体达到去除杂质的 目的。尤其是硅熔体 中分凝 系数较大,对硅材料性 能影响很大 的 P杂质 J。对于那些蒸汽压接近 于 或者高于硅的蒸汽压的杂质元素,利用真空条件下 的蒸发技术去除是非常有效的。确定合适的蒸发温 度、高温实现方式和成本是应用真空高温蒸发去杂 必须考虑的重要方面。1 3
11、酸洗原理 由于硅对所有的酸(除了 H F酸以外)都具有较 高的抗腐蚀性,所以利用酸洗来去除偏析在晶界处 的杂质 相是 一 种 非 常有 效 的方 法。最 近 S a k a t a T 等 对酸洗提纯硅进行 了系统的基础研究,从本质 上说,酸洗主要是利用了硅具有较小的分凝系数的 特性,借助于富含杂质相的溶解,剩余的硅晶体得到 了提纯。酸洗提纯结果与硅粉颗粒大小、酸的种类、酸的浓度、酸洗时间、酸洗温度以及搅拌条件等有密 切关系。但是,酸洗采用主要是强酸(如 C h u等 0 J 研究盐酸、王水、硫酸和硝酸 的混合液的提纯金属硅 工艺,甚至采用氢 氟酸),这不仅造成环境污染,而 且腐蚀硅表面的氧化
12、层,反应生成水和气态的四氟 化硅,这使得除杂 的同时,损失 了硅材料。同样,仅 仅依靠酸洗并不能制备 出高纯度 的硅,还必须借助 于其他的辅助提纯工艺才能生产出高纯硅。1 4 造渣原理 造渣去杂利用硅熔体中某些不易挥发性杂质与 加人硅熔体中的造渣剂发生化学反应,形成渣相上 浮到硅熔体表面或下沉到硅熔体底部,凝固后与提 纯硅结晶体分开,达到去杂效果。M o r i t a K等 1 利 1 0 矿产综合利用 2 0 1 I 芷 用生成易于被酸洗掉 的富含杂质的相来去除一些 比 较难处理的金属元素,得到了 比较好 的效果。石湘 波等 采用磷铝共吸杂的造渣原理,兼顾了磷吸杂 要比铝吸杂快,而铝吸杂的
13、吸杂稳定性又高于磷吸 杂的两者优点,获得较满意结果。但是,选择合适的 造渣剂,既可以和硅熔体中的杂质有效反应形成渣 相,又不带入新杂质,并容易在硅熔体定向凝固完成 后进行切除,还需要进行大量实验和研发。1 5 吹气原理 以氩气作为载气,一定种类、数量的反应气体和 反应物质粉末以一定流速和压力通入提纯炉,反应 气体、反应物质,将粉末与坩埚中的硅熔体表面的杂 质发生化学作用,生成挥发性气体或渣相,而真空系 统不断抽走杂质气体而达到纯化 目的。K i c h i y a S u z u k l 等 对于氩气 作为载体,氧气、水蒸气单独为 反应气体或者二者混合气作为反应气体的研究表 明,反应气体中含有
14、氧气和二氧化碳气体时,硅熔体 的表面形成了一层 S i O 薄膜,阻止了熔体内部的杂 质元素与反应气体之间的相互作用,当反应气体中 含有水蒸气的情况下,杂质去除的情况得到 了明显 的改善。因为水蒸气能够阻止 S i O 薄膜的形成,使 反应气体和熔体硅 中的杂质元素进行充分的反应。在吹气过程中,通人的气体不断搅动硅熔体,不仅加 速杂质扩散,而且可以使硅熔体表面不断更新,提高 化学反应速率。整个吹气过程中应严格控制反应气 体成分、吹气速度,保持炉 内的真空度和热场温度分 布等,使去杂效果达到最佳。1 6 氧化原理 首先,大部分杂质都在硅颗粒的表面,通过氧化 作用可以使表面的杂质及其氧化物存在于
15、S i O:中,再通过氢氟酸腐蚀去除 S i O:,杂质将被溶解到溶液 中而去除。其次,由于杂质在 s i 和S iO:中的固溶度 不同,因此引起了杂质在 S i S i O 界面的重新分 布,这种现象称为“分凝效应”(s e g r e g a t io n c o e ff i c ie n t)。这种分凝效应的程度受 S i O:的氧化速 率、杂质的分凝系数、杂质在 s i 和 S i O:中的扩散系 数以及氧化温度和时间等因素的影响。2 冶金法工艺进展 2 1 E l k e m工艺 E l k e m工艺是由挪威 E l k e m公司研发的,该方 法是火、湿法联合工艺的代表。E l
16、 k e m是全球冶金 级硅的主要生产商和供应商,因此其开发的硅精炼 工艺特别强调与冶金级硅 生产过程的接轨:电炉炼 出的冶金级硅 直接进行火法精炼,即造渣精炼加上 定向凝固,然后将多 晶硅锭破碎后进行湿法酸浸除 杂。E lk e m已于2 0 0 5 年完成中试工作,该工艺流程 简单,生产成本较低,能耗仅为西 门子法 的 2 0 一 2 5,但是产品必须与电子级 s i 掺配才能用于制备 太阳能电池 。2 2 A R T I s T工艺 欧洲在 A R T I S T项 目中研究开发了该工艺 。利用电磁感应等离子技术提纯的工艺中,金属硅的 提纯分为两步,第一步是通过化学清洗、定 向凝 固、甚
17、至吹气反应,来实现金属硅被提纯成较纯 的金属 硅;第二步利用等离子体 电磁感应加热,以含氧的气 体作为反应气体,通过和杂质的作用达到去除杂质 的目的。这个工艺【1 7,1 S 包含几个主要的步骤:升级 的金属硅原料首先被等离子体加热成熔体状态,并 被放人坩锅;然后利用电磁感应,使坩锅中的硅熔体 保持熔体状态;此时利用含有氧气和氢气的混合气 体,和熔体硅中的杂质进行化学反应,生成挥发性气 体或炉渣,达到去除杂质、提纯金属硅的目的。经过 这样的工艺,B的浓度可 以低于 21 0 I ,P的浓度 低于 2 01 0,其他金属杂质的浓度低于 1 0 1 0-5 2 3 C a r b o t h e
18、r mi c me t h工艺 西门子公司先进 的碳热还原工艺:将高纯石英 砂制团后用压块 的炭黑在 电弧炉中进行还原。炭黑 是用热 H C I 浸出过,使其纯度和氧化硅相当,因而 其杂质含量得到了大幅度的降低。目 前存在的主要 问题还是碳 的纯度得不到保障,炭黑的来源 比较 困 难。碳热还原方法如果能采用较高纯度的木炭、焦 煤和S i O:作为原材料,非常有发展前景。碳热还原 方法的重点研究方向包括:优化碳热过程、多晶硅提 纯技术和中间复合物 S i O:的研究。荷兰能源研究 中心(E R C N)正在开发硅石碳热还原工艺 引,使用 高纯炭黑和高纯天然石英粉末作原材料,使原材料 的B、P 杂
19、质含量降到 l 1 0 级以下,只是 目 前还 处于实验室阶段。2 4 H E MV a-I-艺 美国国家可再生能源实验室研究开发了改进热 交换炉法(H e a t E x c h a n g e r M e t h o d H E M TM)法。其 基本工艺流程:在真空环境下,在改进多晶硅铸锭炉 第3期 念保义等:冶金法制备太阳能级多晶硅的原理与生产工艺研究进展。l 1 中将冶金硅加热熔融态后,先后 向硅熔体吹人造渣 剂、湿 A r 气体,利用造渣、气体反应 等步骤,对硅熔 体进行精炼后进行定 向凝 固。试验 结果表明,除 B 和 P两种杂质略高于太 阳能级硅要求外,其他杂质 浓度都 0 1
20、 X 1 0。H E MTM法可以有效降低 B杂 质浓度,通过增加精炼时间,可以 B杂质浓度降低 到0 3 1 0,但 P杂质浓度只降低到约 1 0 X 1 0。H E M 法具有生产成本低、设备简单等特点,是 目前 最有工业化前景的提纯冶金硅至太 阳能级硅的工艺 技术之一。降低 P杂质浓度,一方 面可 以选择合适 的造渣剂;另一方面可以选用具有低 B、P杂质浓度 的冶金硅作为提纯的初始原料。与改 良西 门子法比 较,精炼法提纯冶金硅至太 阳能级 硅工艺是一种低 成本提纯方法。在低成本提纯冶金硅至太 阳能级硅 工艺中,还有直接采用高纯石英生产太 阳能级硅 的 碳热还原高纯石英石法,降低提纯精度
21、、简化西门子 工艺步骤法 以及用高纯 z n、A l等活泼金属还原 四 氯化硅法等工艺技术。美国道康宁公司(D o w C o r-n i n g)2 0 0 6年投产了 1 0 0 0 t 利用冶金级硅制备太阳 能级多晶硅 的生产线,其投资成本低于传统工艺(改 良西 门子法)的 2 3 2 。2 0 0 6年制备 出了具有 商业价值的P V 1 1 0 1 太阳能级多晶硅材料。P V 1 1 0 1 太阳能级多晶硅材料是世界上第一个采用大规模制 备技术生产 出的多晶硅材料,是太 阳能技术发展 的 一项重要里程碑。2 5 K a w a s a k i S t e e l 工艺 日本 K a
22、w a s a k i S t e e l 公司在 N E D O的资助下开 发 了由以下两个阶段组成 的提纯冶金硅至太阳能级 硅工艺技术。第一阶段,在真空环境下,首先将冶金硅料连续 注入带有电子束发生装置的熔化炉内的坩埚中,同 时,电子束发射装置发射的高密度电子束使硅熔化,在电子束和硅熔体液流过程的共同作用下,P等杂 质快速从硅熔体表面蒸发,被真空系统排出炉外,持 续进行一段时间处理后,将硅熔体倒人结晶器中,进 行第一次定向凝固,去除金属杂质。对凝固后的硅 锭进行机械破碎,使之达到一定粒度,进行酸洗。第 二阶段,酸洗后的硅料 在高频感应加 热器和等离子 枪的共同加热下熔化并维持熔融温度,离子
23、枪发射 A r 和等离子体,利用吹气除杂原理将硅熔体表面 B 等杂质不断被氧化成 B O气体挥发出去,将处理后 的硅熔体倒人结晶器中,进行第二次定向凝固,进一 步去除金属杂质并形成结晶。试验结果表明,电子束蒸发和等离子氧化能够 降低 B、P杂质浓度到 0 1 X 1 0“水平,解决了提纯 冶金硅至太阳能级硅的技术难点。两次定 向凝固使 金属杂质浓度大大降低,基本达到太阳能级硅的要 求。但电子束、等离子枪装置大大增加了生产成 本和设备复杂性,而两次定 向凝 固工艺使生产效率 受到不利影响。3 存在 问题和发展趋势 3 1 存在问题 当前硅太阳电池的大规模生产和广泛应用,使 得硅材料供需缺 口 日
24、益 明显,以往的电子级多晶硅 的生产技术如西门子法和硅烷热分解法改进工艺在 一定程度上不能满足降低能耗和成本 的要求,研发 新 的工艺和方法迫在眉睫。冶金法提纯工业硅制备 太阳能级硅等低成本新工艺近年有新的突破,其光 电转换效率达 1 8,而且结合湿法精炼等常温预处 理技术,将优化繁琐的生产流程,有利于降低生产成 本,有可能成为今后发展 的方 向。虽然冶金法工艺 已经得到了广泛的研究,但 是大部分工艺仍然不成 熟。目前冶金法 多晶硅还面临 以下难题:(1)产品 质量不稳定;(2)成本高;(3)化学法 的威胁。冶金 法生产的太阳能级硅材料应用在太阳能电池中存在 如下缺陷;第一,材料的稳定性较差,
25、在一批材料中 甚至在一个硅锭中,材料的分布品质都不是很稳定,特别是磷和硼的分布不均匀,在硅晶体的制作过程 中,难以控制产品的一致性,各种电性能的差异 比较 大,影响批量生产。第二,冶金法生产的太阳能级高 纯硅制成的电池片在经过 阳光的暴晒之后,衰减较 为严重,最高 可达 3 0 ,这就严重 影响了太 阳能 电 池的使用寿命。3 2 发展趋势 面对越来越紧张的能源短缺和枯竭问题以及太 阳能电池材料研究领域的国际竞争,而目前多晶硅 材料的生产技术长期 以来被美,日,德等 3个 国家 7 个公司技术封锁,市场处于垄断的状况。要解决我 国太阳能电池及其材料主要依赖进 口的局面,必 须 研发出稳定、优
26、良以及规模化 的冶金级硅精炼制 备 太阳能级硅的工艺,形成精炼过程的基础理论,从而 加快我 国太阳能级硅产业化进程。未来冶金法发展 趋势主要在如下几个方面。1 2 矿产综合利用 2 0 1 1拄(1)借鉴转炉炼钢的原理,形成冶金级硅吹气 氧化精炼和等离子体精炼技术,考察精炼温度、氧化 性气体成分及组成对硅 中 A l、C a、B、P等杂质元素 去除效率的影响;(2)研究熔渣与吹气或等离子体氧化精炼结合 使用的效果,考察熔 渣与气相组成对杂质去除的影 响,并开发出相应的精炼装置;(3)冶金级硅氧化精炼 与定 向凝 固 串联使用,形成从冶金级硅到太阳能级硅规模化和连续化生产 作业,产品质量完全达到
27、太阳能级硅国际标准;(4)当前必须要解决的问题是设备的制备、工 艺的稳定的问题并且加强对物理法生产的太阳能级 高纯硅制成的电池片的衰减性能的基础研究。2 1 世纪是能源危机的世纪,也是开创绿色能源 革命的开端。我国作 为能源生产和消耗大国,应当 大力支持冶金法多晶硅 生产,积极 面对太 阳能光伏 发电产业的跨越式发展的挑 战。未来冶金法多晶硅 的生产工艺应当从提高生产规模,进一步降低能耗,提高产品品质和生产效益,拓展应用领域等方面着 手。采用多种提纯工艺相结合 的方法,成本低、安全 且污染小,能耗低 的冶金法太阳能多晶硅制备新工 艺的研发,必将是我 国多晶硅生产技术 突破 的根本 途径。参考文
28、献:1 A M u l l e r,M G h o s h,R S o n n e n s c h e i n,P W odi t s c h S i l i c o n f o r p h o t o v o h a i c a p p l i c a t i o n s J Ma t e ri a l s s c i e n c e a n d e n g i n e e rin g,2 0 0 6,1 3 4:2 5 72 6 2 2 J e n s H a n s o n T h e E s t a b l i s h me n t o f t h e s o l a r c e l
29、l i n d u s t r y i n N o r w a y S y s t e m i c i n t e r a c t i o n a n d p a t h d e p e n d e n c y R I n n o v a t i o n a n d p o l i c y(U n i v e r s i t y o f O s l o),2 0 0 6 3 丘克强,龙桂花,陈少纯对发展我国太阳能级多晶硅低 成本制备技 术的战略思考与选择 J 新材 料产业,2 0 0 8,(6):2 0 2 8 4 伍继君,戴永年,马文会,等冶金级硅氧化精炼提纯制 备太 阳能级硅研 究进展 J
30、 真空科学与技 术学报,2 0 1 0,3 0(1):1 8 2 3 5 冯瑞华,马廷灿,姜山,等 太阳能级多晶硅制备技术与 。工艺 J 新材料产业,2 0 0 7,(5):5 9 6 2 6 G r i b o v B G,Z i n o v e v K V P r e p a r a t i o n o f h i g hp u ri t y s i l i c o n f o r s o l a r c e l l s J I n o r g a n i c m a t e ri a l s,2 0 0 3,3 9(7):6 5 3 6 6 2 7 P e t e r K,K o p e
31、 c e k R,P e m a u T,e t a 1 A n a l y s i s o f mu h i c r y s t al l i n e s o l a r c e H s f r o m s o l a r g r a d e s i l i c o n f e e d s t o c k C T h e t h i r t yfi rst I E EE p h o t o v o l t a i c s p e c i a l i s t c o n f e r e n c e,2 0 0 5,9 2 79 3 0 8 吴亚萍,张剑,高学鹏,等多晶硅的真空感应熔炼及定 向凝
32、固研究 J 特种铸造及有色金属,2 0 0 6,(1 2):7 9 2 79 4 9 Y u g e N,H a n a z a w a K,N i s h i k a w a K,e t a1R e mo v al o f p h o s p h o r u s,a l u mi n u m a n d c a l c i u m b y e v a p o r a t i o n i n mo k e n s i l i c o n J J a p a n i n s t m e t al s,1 9 9 7,6 1:1 0 8 6 1 0 龙桂花,吴彬,韩松,等太阳能级多晶硅生产技术发展
33、 现状及展望 J 中国有色金属学报,2 0 0 8,(1):3 8 6 3 9 2 1 1 Mo r i t a K,Mi k i T T h e r mo d y n a m i c s o f s o l a r g r a d e s i l i c o n r e fi n i n g C R o m e:I n t e r n a t i o n al m e e t i n g o n t h e r m o d y-n a m i c s o f a l l o y s,2 0 0 2,5(6):7 4 9 7 5 2 1 2 G e e r li g s L J,Wy e r
34、s G P,J e n s e n R,e t a 1 S o l a r g r a d e s i l i c o n b y a d i r e c t r o u t e b a s e d o n c a r b o t h e r mi c r e d u c t i o n o f s i l i c a:r e q u i r e me n t s a n d p r o d u c t i o n t e c h n o l o g y 1 3 S a k a t a T,Mi k i T,M o r i t a K R e mo v al o f i r o n a n d
35、 t i t a n i u m i n p o l y c rys t a l l i n e s i l i c o n b y a c i d l e a c h i n g J J p n i n s t me t a l s,2 0 0 2,6 6:4 5 94 6 5 1 4 S t u b e r g h J R P r o c e s s f o r p r e p a ri n g s i li c o n and o p t i o n a l l y al u m i n u m and s i l u m i n(a l u m i n u ms i l i c o n
36、 al l o y)P US:2 0 0 4 0 1 0 8 2 1 8,2 0 0 4 1 5 Z h a n g J,L i T,Ma X,e t a 1 O p t i m i z a t i o n o f t h e a c i d l e a c-h i n g p r o c e s s b y u s i n g a n u l t r a s o n i c fi e l d for m e t a l l u r gi c al g r a d e s i l i c o n J J o u r n a l o f s e m i c o n d u c t o r s,2
37、 0 0 8,3 0(5):2 7 62 8 2 1 6 P e t e r K,E n e b a k k E,F ri e s t a d K,e t a1I n v e s t i g a t i o n o f m u 1 t i e r y s t all i n e s i l i c o n s o l a r c e 1 s f r o m s o l a r g r a d e s i li c o n f e e d-s t o c k C S p a i n:T h e 2 0 t h E U P V S E C,2 0 0 5 f 1 7 E i n h ans R,S
38、 a r t i D,H a s s l e r C,e t a1P u r i f i c a t i o n o f l o w q u a l i t y s i l i c o n f e e d s t o c k J A K:T h e 2 8 t h I E E E p h o t o v o l t a i c s p e c i ali s t s c o n f e r e n c e 2 0 0 0 1 52 2 1 8 B a b a H,Ha n a z a w a H,Y u g e N D e v e l o p m e n t o f N E D O me l
39、t p u r i f i c a t i o n p r o c e s s for s o l a r g r a d e s i l i c o n b y p i l o t p l an t C U K:G l a s g o w,2 0 0 0,1 6 7 5 1 6 7 8 1 9 Y u g e N,H a n a z a w a K,K a t o Y R e m o v al o f me t a l i m p u ri t i e s i n t h e mo l t e n s i l i c o n b y d i r e c t s o l i d i f i c
40、 a t i o n w i t h e l e e t o n b e a m b e a t i n g J M a t e ri a l s t r a n s a c t i o n s,2 0 0 4,4 5:8 5 0 8 5 7 2 O 罗大伟,张国梁,张剑,等冶金法制备太阳能级硅的原 理及研究进展 J 铸造技术,2 0 0 8,2 9(1 2):2 4 6 2 5 0 2 1 A F B B r a g a,S P M o r e i r a,P R Z a m p i e r i,e t a1 N e w p r o c e s-s e s f o r t h e p r o
41、 d u c t i o n o f s o l ar g r a d e p o l y c rys t a l l i n e s i l l c o n:A r e v i e w J S o l a r e n e r gy m a t e ri a l s a n d s o l a r c e U s,2 0 o 8,9 2(4):4 1 8 4 2 4 第 3期 2 0 1 1 年 6月 矿 产 综 合 利 用 Mu l t i p u r p o s e Ut i l i z a t i o n NO3 J u n 2 0 1 l 茹*毒 科学研究 圭 嗒 刳 书 安徽某 钼矿
42、浮选工艺研究 杜淑华,骆(1 中国矿业大学,江苏徐州2 2 1 1 1 6 振福,胡劲松,夏 亮 2 安徽省地质 实验研究所。安徽合肥2 3 0 0 0 1)摘要:根据安徽某钼矿的矿石性质,进行了选矿试验研究。针对该辉钼矿嵌布不均匀、解离 比较困难的特点,试验采用了粗选磨矿细度 一0 0 7 4 m m7 5 ,水玻璃分散抑制矿泥脉石,钼硫混合浮选的工艺流程。粗精矿分别经过 一段再磨和两段再磨后五次精选对比,结果表明,粗精矿采用一段再磨精选后便可获得合格钼精矿。在优化多种 工艺条件的基础上进行了闭路试验,采用一粗二扫,粗精矿再磨,六次精选工艺便可获得钼品位 5 0 3 0、回收率 8 1 1
43、8 的钼精矿。关键词:辉钼矿;浮选;再磨;钼硫分离 中图分类号:T D 9 5 2 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 0-6 5 3 2(2 0 1 1)0 3-0 0 1 3 4)5 安徽某钼矿含 Mo O 1 4 ,该钼矿区按矿石 的结 构、构造划分为细脉浸染状辉钼矿石和分散浸染状 辉钼矿石。该矿石物质组成研究结果表 明,金属矿 物主要为辉钼矿、黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、钛铁矿 等,脉石矿物组成为长石、石英及云母等。长石和云 母矿物在风化作用下,生成绢云母、水云母、高岭石、皇 a ;a a ;绿泥石等次生矿物,在磨矿过程中容易产生泥化,影 响选别效果,属于难选矿石。1 矿石性质 1 1
44、多元素化学分析及钼物相分析 为了了解该矿的性质,首先对矿石进行了多元 Re s e a r c h Ad v a n c e o n t h e P r i n c i p l e a n d Pr o c e s s i n g Te c h n o l o g y NI AN Ba o y i,CHEN Xi ng s h u n,(I n s t i t u t e o f R e s o u r c e s D e v e l o p m e n t a n d P l a n n i n g,S a n m i n g HE S h a o f u U n i v e r s i t
45、 y,S a n m i n g,F u j i a n,C h i n a)Ab s t r a c t:T h e r a p i d d e v e l o p me n t o f t h e s i l i c o n i n t e g r a t e d c i r c u i t s,d e v i c e s a n d s o l a r b a t t e r y i n d u s t ry r e s u l t s i n t h e h i g hp u ri t y p o l y c rys t a l l i n e s i l i c o n b e i
46、n g o u t o f s t o c k s e ri o u s l y a n d i t s p ri c e ris i n g s u d d e n l y wh i c h r e s t r i c t s p h o t o-v o l t a i c p o we r g e n e r a t i o n i n d u s t r y S d e v e l o p me n t B e c a u s e the s i l i c o n ma t e r i a l c o s t a p p r o x i ma t e l y a c c o u n t
47、 s f o r 5 0 o f t h e s o l a r c e l l t o t a l c o s t,t h e t e c h n o l o g y o f p u ri f y i n g me t a l l u r g i c a l g r a d e s i l i c o n t o s o l a r g r a d e s i l i c o n w i t h l o w c o s t r e c e i v e s mo r e a n d mo r e a t t e n t i o n,b e c o mi n g t h e r e s e a
48、r c h a n d d e v e l o p me n t f o c u s T h e d e v e l o p i n g s t a t u s a n d t r e n d o f t h e g l o b a l p h o t o v o l t a i c i n d u s t r y w e r e a n a l y z e d a n d the p ri n c i p l e f o r p r e p a ri n g sol a r gra d e s i l i c o n b y me t a l l u r g i e me t h o d w
49、 a s e mp h a s i z e d i n t h i s p a p e r Al s o,s o me k i n d s o f t y p i c a l p r o c e s s i n g t e c h n o l o g i e s for p r o d u c i n g s o l a r g r a d e s i l i c o n wi t h l o w c o s t we r e a na l y z e d a nd c o mp a r e dAt t h e s a me t i me,i t a l s o p o i n t e d o u t t he d e v e lop i ng tre n d o f me t-a l l u r g i c me tho d Ke y wo r d s:Me t a l l u r g i c me t h o d;S o l a r gra d e s i l i c o n;Re s e a r c h a d v a n c e 收稿日期:2 0 1 1 4)2 1 7 基金项目:国家自然科学基金委员会创新研究群体科学基金项目(5 0 9 2 1 0 0 2)作者简介:杜淑华(1 9 7 9一),女,博士研究生,工程师,主要从事复杂难选矿、资源综合利用研究。
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