專利名稱：一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法。經(jīng)回收處理后的硅粉主要應(yīng)用 于太陽能光伏領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硅粉中殘留雜質(zhì)的回收處理主要是指硅片生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種硅粉中殘留雜質(zhì)的 回收處理。硅粉中殘留雜質(zhì)回收的目標(biāo)是指將硅粉中的雜質(zhì)去除，使其可作為光伏電池的 原材料，從而降低原材料的成本。太陽能行業(yè)中的混合硅粉經(jīng)?；煊懈鞣N金屬雜質(zhì)、碳化硅、灰塵泥料、有機雜質(zhì)。 混合硅粉主要來源于硅片生產(chǎn)中的帶鋸切割工序、打磨工序以及線切割工序。帶鋸切割工 序是指利用帶鋸將硅錠或硅塊的頭部和尾部去除，在帶鋸切割過程中，會產(chǎn)生大量的硅粉; 打磨工序是指將硅塊進(jìn)行打磨，在打磨過程中，也會產(chǎn)生大量的硅粉；線切割工序是指通過 數(shù)千根直徑約120-160 μ m的鋼線作切割載體，以硬度僅次于金剛石的碳化硅磨料為主要 切削介質(zhì)，并采用浸潤性好、排削能力強且對碳化硅類磨料具有優(yōu)良的分散特性的聚乙二 醇基、丙二醇基或油基懸浮液等切割液，作為碳化硅磨料的分散劑配制成分散均勻、懸浮狀 態(tài)穩(wěn)定的砂漿，通過鋼線在硅棒或硅塊表面的快速運動，帶動砂漿在硅棒或硅塊表面流動， 使碳化硅粉磨料與硅棒或硅塊均勻持續(xù)地發(fā)生撞擊和摩擦，最終將硅棒或硅塊一次性切割 成多片表面光滑平整的等徑片材。在線切割過程中，會產(chǎn)生大量的硅粉屑，混進(jìn)砂漿里。這 些由于切割或打磨得到的混合硅粉由于切割工藝本身的原因，產(chǎn)生這些硅粉的同時也會產(chǎn) 生很多的金屬屑、有機硼、有機磷、碳化硅等雜質(zhì)，成為混合硅粉。因控制失控、包裝容器清 洗不完全等因素，硅粉中還可能引入灰塵泥料等雜質(zhì)。從而這些混合硅粉由于混有很多雜 質(zhì)而無法作為太陽能級硅原料使用。太陽能行業(yè)中的硅粉雖然經(jīng)?；煊懈鞣N金屬雜質(zhì)、碳化硅、灰塵泥料、有機雜質(zhì)。 但以磷和硼為代表的有機狀態(tài)的雜質(zhì)是特別難以消除干凈的。因殘留較多的硼、磷雜質(zhì)導(dǎo) 致這些硅粉一直無法得到使用。一般來說含有較多雜質(zhì)的硅粉經(jīng)過處理后需要將磷控制在Ippm以下的，硼控制 在Ippm以下方可作為太陽能級硅原料使用。但一直以來沒有合適的回收技術(shù)來將含有較 多雜質(zhì)的硅粉中的磷和/或硼控制在Ippm以下。例如因為沒有良好的磷和硼的處理技術(shù)， 導(dǎo)致多晶硅和單晶硅線切割或帶鋸切割中落入切割漿料中的硅粉、打磨工序中余留的硅粉 始終很難得到有效率的回收利用再返回太陽能制造領(lǐng)域，導(dǎo)致必須使用儲藏容器容納大量 無法回收的硅粉，給太陽能硅制造企業(yè)帶來沉重負(fù)擔(dān)。需要特別指出的是，有很多技術(shù)可以用來降低硅粉中磷和硼雜質(zhì)的含量，例如常 規(guī)的純水漂洗技術(shù)也可以比較明顯的降低硅粉中磷和硼雜質(zhì)的含量，但非常遺憾的是在將 數(shù)個ppm的磷降低為Ippm以下的過程中，或者在將數(shù)個ppm的硼降低為Ippm以下的過程 中現(xiàn)有技術(shù)基本上無能為力。而僅將大量磷雜質(zhì)降低為數(shù)個ppm的技術(shù)顯然無法與降低為Ippm以下的技術(shù)相題并論，而僅將大量硼雜質(zhì)降低為數(shù)個PPm的技術(shù)顯然無法與降低為Ippm以下的技術(shù)相題 并論，因為僅將大量磷雜質(zhì)降低為數(shù)個ppm，或?qū)⒋罅颗痣s質(zhì)降低為數(shù)個ppm的技術(shù)依然不 能滿足作為太陽能級硅原料使用的基本要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，采用能釋放活性氧 的氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理，特別是處理硅粉中殘留有機雜質(zhì)，如有機硼、有機 磷等雜質(zhì)，經(jīng)回收處理后的硅粉中的硼、磷雜質(zhì)顯著下降，有的處理后的硅粉可以直接用作 太陽能級硅原料。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧 的氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 1% -99. 999999% 99%-0. 000001 %。一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧的氧化 劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 1% -99. 999999% 99%-0. 000001 %。一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧的氧化 劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 1% -99. 999999% 99%-0. 000001 %，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素 的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分別為-0. 00000001%或-0. 00000001%。一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧的氧化 劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 10% -99. 9999% 90%-0. 0001 %，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷 雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分別為0. -0.0001 %或0. -0. 0001%。一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧的氧化 劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 30% -99. 9999% 70% -0. 0001 %，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷 雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分別為0. -0.0001 %或0. -0. 0001%。一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中硅粉中殘留雜質(zhì)還包括碳化硅、金屬 雜質(zhì)、塵土泥料、水為代表的高含量的雜質(zhì)。一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中能釋放活性氧的氧化劑是臭氧或過 氧化氫中的任意一種或兩種的混合。一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中能釋放活性氧的氧化劑是Fenton試 劑。一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中能釋放活性氧的氧化劑是高濃度的氧氣。臭氧或過氧化氫或Fenton試劑或高濃度的氧氣都是易分解的不殘留新雜質(zhì)的氧 化劑，因為在硅粉回收領(lǐng)域，特別是太陽能級別的硅粉回收領(lǐng)域，任何回收處理過程都以不 引進(jìn)新雜質(zhì)為好。Fenton試劑也屬于高效的氧化劑，主要由二價鐵和過氧化氫組成，因太陽能級別的硅粉回收領(lǐng)域通常含有線切割或帶切割中混入的鐵雜質(zhì)，因此Fenton試劑中的 二價鐵并沒有額外增加難處理的新雜質(zhì)。一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中先將含有殘留雜質(zhì)的硅粉用溶劑配 成流體，再采用能釋放活性氧的氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理。一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中溶劑采用水或任意一種無機水溶液。一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中溶劑采用水，在采用能釋放活性氧的 氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的同時向流體狀態(tài)的物料體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn) 生自由基。一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中溶劑采用水，在采用能釋放活性氧的 氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的同時向流體狀態(tài)的物料體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn)
生羥基自由基。一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中施加能量的方式是紫外光、太陽 光、電加熱、電場、超聲波以及兆聲波中的任意一種。所述的紫外光是指波長小于或等于400nm的光，采用紫外光可以激發(fā)產(chǎn)生羥基自太陽光中由于含有波長小于或等于400nm的光，所以也可以激發(fā)產(chǎn)生羥基自由 基，效果沒有紫外光照射的效果好。電場主要指電化學(xué)法，硅粉中的殘留雜質(zhì)，在電極上可發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)或是 利用電極表面產(chǎn)生強氧化性活性物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)而被轉(zhuǎn)變。前者稱為直接電化學(xué)轉(zhuǎn)化， 后者可稱為間接電化學(xué)轉(zhuǎn)化。間接電化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生了一些短壽命中間產(chǎn)物包括 es (溶劑化子)、羥基自由基· OH、HO2 ·、O2 等自由基，它們可以降解硅粉中的殘留雜質(zhì)， 并且此過程不可逆。所述的超聲波或兆聲波主要是指頻率大于或等于20000HZ的聲波，超聲波通常是 指頻率2X 104-2X IO5HZ的聲波，當(dāng)其聲強增達(dá)到一定數(shù)量時，會對其傳播中的媒質(zhì)產(chǎn)生影 響，使媒質(zhì)的狀態(tài)、組分、功能和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，統(tǒng)稱為超聲效應(yīng)。超聲與媒質(zhì)作用的機制可 分為熱機制、機械機制和空化機制。羥基自由基的產(chǎn)生主要與空化機制有關(guān)。在超聲空化 產(chǎn)生的局部高溫、高壓環(huán)境下，激發(fā)氧化劑產(chǎn)生羥基自由基。產(chǎn)生的羥基自由基會進(jìn)一步的 引發(fā)有機分子的斷鏈、自由基的轉(zhuǎn)移和氧化還原反應(yīng)。頻率大于2X IO5HZ的聲波一般為稱 為兆聲波，它產(chǎn)生羥基自由基的機理與超聲波相同。作為紫外光、太陽光、電加熱、電場、超聲波以及兆聲波中激發(fā)產(chǎn)生自由基是普遍 的技術(shù)，有很多文章報道了這些動向。而羥基自由基作為自由基中的一種，也是本發(fā)明最看 重的，因羥基自由基的超強氧化能力，是本發(fā)明的優(yōu)選方案，能明顯加快處理磷雜質(zhì)或硼雜 質(zhì)的速度。由于施加能量只是為了獲得超強氧化能力的羥基自由基，那么獲得的具體方式并 不應(yīng)該受限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以去采用包括紫外光、太陽光、電加熱、電場、超聲波以及 兆聲波中的任意一種方式。也可以采用其他方式獲得超強氧化能力的羥基自由基。具體施加的能量的功率、時間長短、使用的范圍等都可以根據(jù)需要處理的物料的 種類、數(shù)量，以及需要除去雜質(zhì)的多寡來做適當(dāng)調(diào)整，我們認(rèn)為沒有必要具體限定施加能量 的參數(shù)。
一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中處理完畢后的物料，再用純水沖洗； 得到可以作為太陽能級硅原料應(yīng)用的硅粉。碳化硅雜質(zhì)的處理因涉及其他技術(shù)，不在本發(fā)明研究和討論范圍內(nèi)。去除硅粉中 殘留雜質(zhì)中金屬雜質(zhì)已經(jīng)是目前太陽能行業(yè)的現(xiàn)有技術(shù)，也不是本發(fā)明中難點和重點，本 發(fā)明的重點是硅粉的混合物中的有機物雜質(zhì)，特別是去除有機硼、有機磷等雜質(zhì)。太陽能行業(yè)中的混合硅粉主要來源于硅片生產(chǎn)中的帶鋸切割工序、打磨工序以及 線切割工序，因而經(jīng)?；煊懈鞣N金屬雜質(zhì)、碳化硅、灰塵泥料、有機雜質(zhì)?；旌瞎璺邸Ｌ貏e是 線切割工序中碳化硅與硅粉混合在一起，其中間處理過程中因各種技術(shù)處理方式不同，導(dǎo) 致碳化硅與硅粉之間的比例波動范圍非常大。又因為本發(fā)明技術(shù)中經(jīng)常引入大量廉價的純 水，這也導(dǎo)致中間處理過程中物料中各成分波動十分巨大。例如檢驗?zāi)承┰匣蛘咧虚g處理過程的物料中各主要和重要的成分含量如下表 1 本發(fā)明的突出優(yōu)點是長期以來一直難以解決的將硅粉中的磷或硼控制在Ippm 以下的技術(shù)難題因采用本發(fā)明的能釋放活性氧的氧化劑技術(shù)得到解決。這意味能將混合硅 粉處理后能滿足作為太陽能級硅原料使用的基本要求。當(dāng)然本發(fā)明也可以將硅粉中的大量磷或大量硼雜質(zhì)也降低為數(shù)個ppm。作為一名技術(shù)人員，看見采用能釋放活性氧的氧化劑的技術(shù)提示非常容易聯(lián)想到 的物質(zhì)就是臭氧、過氧化氫、高濃度的純氧。而Fenton試劑因含有二價鐵和過氧化氫并能 快速釋放出大量氧，也為人所熟知。臭氧、過氧化氫、高濃度的純氧、Fenton試劑等的共性 就是能釋放氧，特別是能釋放活性氧。需要強調(diào)的是，在采用能釋放活性氧的氧化劑的同時，可以采用施加能量，將臭 氧、過氧化氫、高濃度的純氧、Fenton試劑等在被處理的整體的物料體系中激發(fā)出羥基自由 基，以便更好的去除有機硼、有機磷。羥基自由基性質(zhì)非?；顫?，存在的時問時間極其短暫，在溶液中的濃度很低，但因 羥基自由基的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為2. 80V很高，比O3的2. 07V、H202的1. 77V、KMnO4的1. 52V的 氧化電極電位還高出IV左右。因此，羥基自由基· OH是一種強氧化劑，具有除有機雜質(zhì)的 特效。因為施加能量激發(fā)產(chǎn)生了羥基自由基，可以明顯的加快去除有機硼、有機磷的速 度，而不施加能量，雖然也可以去除有機硼、有機磷，但速度偏慢。需要特別指出的是羥基自由基的檢測可以采用電子自旋諧振檢測，也可以采用其 他公開文獻(xiàn)提供的方式檢測。自由基，特別是羥基自由基技術(shù)有報道用于處理污水，廢棄物中的有機雜質(zhì)，然而 在可作為太陽能原料級別使用的硅粉回收領(lǐng)域尚未見報道。羥基自由基技術(shù)在處理污水， 廢棄物中的有機雜質(zhì)的效果主要體現(xiàn)在將比較高濃度的有機雜質(zhì)去除80-90%，甚至是去 除98%。然而在可作為太陽能原料級別使用的硅粉回收領(lǐng)域，因為要將磷和硼為代表的有 機雜質(zhì)降低至很低，比如是Ippm以下，由于跨技術(shù)領(lǐng)域太大，太陽能技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員 還是很難將羥基自由基技術(shù)從處理污水，廢棄物聯(lián)想轉(zhuǎn)用到太陽能原料級別使用的硅粉回 收領(lǐng)域。因為二者在處理雜質(zhì)的數(shù)量級別上相差懸殊，很難有人能想象將羥基自由基技術(shù) 應(yīng)用于除雜質(zhì)要求特別苛刻的太陽能原料級別使用的硅粉回收領(lǐng)域。本發(fā)明采用能釋放活性氧的氧化劑來處理硅粉中的殘留雜質(zhì)，可以使硅粉中殘留 雜質(zhì)中的有機污染物，如磷酸三甲苯脂TPP，二烷基二硫代磷酸鋅ZDDP，和硼化硫代磷酸酯 胺鹽等有機硼、有機磷的雜質(zhì)減少。以處理硅粉中殘留雜質(zhì)的有機硼、有機磷雜質(zhì)為例臭氧、過氧化氫、高濃度的純 氧、Fenton試劑等的共性就是能釋放氧，特別是能釋放活性氧。另外氧化劑在紫外光或太 陽光照射下，也能否生成· OH基，· OH基與RH(代表有機硼、有機磷)反應(yīng)生成水、二氧化
8碳以及磷酸根P042_，硼酸根B0:等水溶性物質(zhì)，用純水沖洗處理后的硅粉，將水溶性雜質(zhì)去 除后，得到可以作為太陽能級硅原料應(yīng)用的硅粉。表2本發(fā)明提供的不同技術(shù)方案的處理效果比較 通過實驗結(jié)果對比，采用紫外+03+H202、紫外+03+FentOn試劑、紫外+03+Ti02試劑 的處理效果最好，紫外+O3，紫外+H2O2,超聲波，兆聲波，電加熱，電場與能釋放活性氧的氧化 劑的處理效果其次，采用太陽光+H202+Ti02，太陽光+03+H202的處理效果一般，明顯不如紫外 照射的效果；單獨采用氧化劑的效果為最差，而單獨使用氧化劑的效果屬Fenton試劑的處 理效果最好。表2中處理后的硅粉可以作為太陽能硅原材料使用的衡量標(biāo)志是處理后的 硅粉中的硼或磷含量控制在Ippm以下。
表3是本發(fā)明的部分實驗效果 羥基自由基技術(shù)用于太陽能硅粉回收領(lǐng)域、太陽能硅片領(lǐng)域、污水和廢棄物的處 理的對比如下表4
具體實施例方式實施例1、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧的 氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 1% 99%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分 別為或1%。實施例2、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧的 氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 5% 95%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分 別為0. 5%或0. 1%。實施例3、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧的氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 10% 90%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分 別為0. 1%。實施例4、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧的 氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 30% 70%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分 別為 0. 05%或 0. 05%。實施例5、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧的 氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 50% 50%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分 別為 0.01% -或 0.01%。實施例6、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧的 氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 90% 10%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分 別為 0. 005%或 0. 005% ο實施例7、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧的 氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 95% 5%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分 別為 0. 001%或 0. 001%。實施例8、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧的 氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 99% 1%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分 別為 0. 0005%或 0. 0005% ο實施例9、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧的 氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 99.9% 0.1%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含 量分別為0. 0001%或0. 0001% ο實施例10、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧 的氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 99. 99% 0.01%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的 含量分別為0. 00001 %或0. 00001 %。實施例11、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧 的氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 99. 999% 0.001%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì) 的含量分別為0. 000005%或0. 000005% ο實施例12、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧 的氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 99. 9999% 0.0001%，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜 質(zhì)的含量分別為0. 000001%或0. 000001% ο
實施例13、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧 的氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 99. 99999% 0. 00001 %，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼 雜質(zhì)的含量分別為0. 0000001 %或0. 0000001 %。實施例14、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中采用能釋放活性氧 的氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 99. 999999% 0. 000001 %，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或 硼雜質(zhì)的含量分別為0. 00000001%或0. 00000001%。實施例15、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中硅粉中殘留雜質(zhì)還包括 碳化硅、金屬雜質(zhì)、塵土泥料、水為代表的高含量的雜質(zhì)。其余同實施例1-14中的任意一種 實施例。實施例16、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中能釋放活性氧的氧化劑 是臭氧。其余同實施例1-15中的任意一種實施例。實施例17、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中能釋放活性氧的氧化劑 是過氧化氫。其余同實施例1-15中的任意一種實施例。實施例18、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中能釋放活性氧的氧化劑 是臭氧與過氧化氫的混合，臭氧與過氧化氫的重量比為2 1。其余同實施例1-15中的任 意一種實施例。實施例19、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中能釋放活性氧的氧化劑 是臭氧與過氧化氫的混合，臭氧與過氧化氫的重量比為1 1。其余同實施例1-15中的任 意一種實施例。實施例19、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中能釋放活性氧的氧化劑 是Fenton試劑。其余同實施例1_15中的任意一種實施例。實施例20、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中能釋放活性氧的氧化劑 是高濃度的氧氣。其余同實施例1-15中的任意一種實施例。實施例21、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中先將含有殘留雜質(zhì)的硅 粉用溶劑配成流體，再采用能釋放活性氧的氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理。其余同實 施例1-20中的任意一種實施例。實施例22、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中溶劑采用水。其余同實施 例21。實施例23、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中溶劑采用雙氧水。其余同 實施例21。實施例24、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中溶劑采用水，在采用能釋 放活性氧的氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的同時向流體狀態(tài)的物料體系中施加能量， 用以激發(fā)產(chǎn)生自由基。經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)有羥基自由基存在。其余同實施例21。實施例25、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中施加能量的方式是紫外 光，紫外光的波長小于或等于400nm。其余同實施例24。實施例26、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中施加能量的方式是太陽 光。其余同實施例24。
實施例27、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中施加能量的方式是電加 熱。其余同實施例24。實施例28、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中施加能量的方式是電場。 其余同實施例24。實施例29、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中施加能量的方式是超聲 波，超聲波的頻率為2X 104-2X 105HZ。其余同實施例24。實施例30、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中施加能量的方式是兆聲 波，兆聲波的頻率大于2 X IO5HZ。其余同實施例24。實施例31、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中先將硅粉以適量的水混 合，并輔之以超聲波震蕩，使硅粉充分分散于反應(yīng)槽內(nèi)，在其中加入質(zhì)量百分比濃度約為 1 %的過氧化氫，然后在反應(yīng)槽內(nèi)插入80w的紫外燈，使其生成活性氧，活性氧與硅粉中殘 留雜質(zhì)反應(yīng)生成水溶性雜質(zhì)，1小時后，雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖 洗硅粉中的水溶性雜質(zhì)；得到可以作為太陽能級硅原料應(yīng)用的硅粉。其余同實施例1-15中 的任意一種實施例。實施例32、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的回收處理方法，其中先將硅粉以適量的 水混合，并輔之以超聲波震蕩，使硅粉充分分散于反應(yīng)槽內(nèi)，在反應(yīng)槽內(nèi)安裝太陽光光源， 開啟光源，同時通入臭氧，臭氧的流量大于或等于3g/h，使其生成活性氧，活性氧與硅粉中 殘留雜質(zhì)反應(yīng)生成水溶性雜質(zhì)，40分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水 沖洗硅粉中的水溶性雜質(zhì)；得到可以作為太陽能級硅原料應(yīng)用的硅粉。其余同實施例1-15 中的任意一種實施例。實施例33、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中先將硅粉以適量的水混 合，使硅粉分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)加入Fenton試劑，并施加超聲波作用，快速產(chǎn)生活 性氧，活性氧與硅粉中殘留雜質(zhì)反應(yīng)生成水溶性雜質(zhì)，30分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶 性雜質(zhì)；然后用純水沖洗硅粉；得到可以作為太陽能級硅原料應(yīng)用的硅粉。其余同實施例 1-15中的任意一種實施例。實施例34、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中先將硅粉以適量的 Fenton試劑混合，使硅粉分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)加入質(zhì)量百分比濃度約為2%的過 氧化氫，并施加兆聲波作用，快速產(chǎn)生活性氧，活性氧與硅粉中殘留雜質(zhì)反應(yīng)生成水溶性雜 質(zhì)，40分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖洗硅粉；得到可以作為太陽 能級硅原料應(yīng)用的硅粉。其余同實施例1-15中的任意一種實施例。實施例35、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中先將硅粉以適量的雙氧 水混合，使硅粉分散于電化學(xué)反應(yīng)槽內(nèi)，向電化學(xué)反應(yīng)槽內(nèi)加入質(zhì)量百分比濃度約為1. 5% 的過氧化氫，并通入臭氧，臭氧的流量為4g/h，快速產(chǎn)生活性氧，活性氧與硅粉中殘留雜質(zhì) 反應(yīng)生成水溶性雜質(zhì)，25分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖洗硅粉； 得到可以作為太陽能級硅原料應(yīng)用的硅粉。其余同實施例1-15中的任意一種實施例。實施例36、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中先將硅粉以適量的雙氧 水混合，使硅粉分散于反應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入臭氧，臭氧的流量為5g/h，同時對反應(yīng)槽 進(jìn)行通電加熱，溫度加熱至50°C，快速產(chǎn)生活性氧，活性氧與硅粉中殘留雜質(zhì)反應(yīng)生成水溶 性雜質(zhì)，35分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖洗硅粉；得到可以作為太陽能級硅原料應(yīng)用的硅粉。其余同實施例1-15中的任意一種實施例。實施例37、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中處理完畢后的物料，再用 純水沖洗；得到可以作為太陽能級硅原料應(yīng)用的硅粉。其余同實施例1-36中的任意一種實 施例。實施例38、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中先將硅粉加水分散于反 應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入臭氧，臭氧的流量為50g/h，溫度加熱至50°C，因臭氧本身具有活 性氧的性能，臭氧很容易分解獲得氧氣，臭氧或其分解的氧氣可以作為活性氧與硅粉中殘 留雜質(zhì)反應(yīng)生成水溶性雜質(zhì)，500分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖 洗水溶性雜質(zhì)；得到相應(yīng)的硅粉。其余同實施例1-15中的任意一種實施例。雖然時間比較 長，但也有比較明顯的下降趨勢。經(jīng)過檢測，未處理的硅粉中磷雜質(zhì)含量為24ppm，硼雜質(zhì)含 量為6. 8ppm, 500分鐘臭氧處理后，磷雜質(zhì)含量降低為14ppm，硼雜質(zhì)含量為3. 9ppm。實施例39、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中先將硅粉加水分散于反 應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入臭氧，臭氧的流量為150g/h，因臭氧本身具有活性氧的性能，臭氧 很容易分解獲得氧氣，臭氧或其分解的氧氣可以作為活性氧與硅粉中殘留雜質(zhì)反應(yīng)生成水 溶性雜質(zhì)，700分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖洗水溶性雜質(zhì) ’得 到相應(yīng)的硅粉。其余同實施例1-15中的任意一種實施例。雖然時間比較長，但也有比較明 顯的下降趨勢。經(jīng)過檢測，未處理的硅粉中磷雜質(zhì)含量為1.2ppm，硼雜質(zhì)含量為0.8ppm， 700分鐘臭氧處理后，磷雜質(zhì)含量降低為0. 84ppm，硼雜質(zhì)含量為0. 6ppm。實施例40、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中先將硅粉加水分散于反 應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入雙氧水，雙氧水的流量為I00g/h，因雙氧水本身具有活性氧的性 能，雙氧水很容易分解獲得氧氣，雙氧水或其分解的氧氣可以作為活性氧與硅粉中殘留雜 質(zhì)反應(yīng)生成水溶性雜質(zhì)，800分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖洗水 溶性雜質(zhì)；得到相應(yīng)的硅粉。其余同實施例1-15中的任意一種實施例。雖然時間比較長， 但也有比較明顯的下降趨勢。經(jīng)過檢測，未處理的硅粉中磷雜質(zhì)含量為2ppm，硼雜質(zhì)含量為 2. 2ppm,800分鐘雙氧水處理后，磷雜質(zhì)含量降低為0. 5ppm，硼雜質(zhì)含量為1. 2ppm。實施例41、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中先將硅粉加水分散于反 應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入雙氧水，雙氧水的流量為200g/h，因雙氧水本身具有活性氧的性 能，雙氧水很容易分解獲得氧氣，雙氧水或其分解的氧氣可以作為活性氧與硅粉中殘留雜 質(zhì)反應(yīng)生成水溶性雜質(zhì)，900分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖洗水 溶性雜質(zhì)；得到相應(yīng)的硅粉。其余同實施例1-15中的任意一種實施例。雖然時間比較長， 但也有比較明顯的下降趨勢。經(jīng)過檢測，未處理的硅粉中磷雜質(zhì)含量12ppm，硼雜質(zhì)含量為 9. Ippm, 900分鐘雙氧水處理后，磷雜質(zhì)含量降低為8. 4ppm，硼雜質(zhì)含量為2. 5ppm。實施例42、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中先將硅粉加水分散于反 應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入Fenton試劑，F(xiàn)enton試劑的流量為30g/h，因Fenton試劑本身具 有活性氧的性能，F(xiàn)enton試劑很容易分解獲得氧氣，F(xiàn)enton試劑或其分解的氧氣可以作為 活性氧與硅粉中殘留雜質(zhì)反應(yīng)生成水溶性雜質(zhì)，400分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶性雜 質(zhì)；然后用純水沖洗水溶性雜質(zhì)；得到相應(yīng)的硅粉。其余同實施例1-15中的任意一種實施 例。雖然時間比較長，但也有比較明顯的下降趨勢。經(jīng)過檢測，未處理的硅粉中磷雜質(zhì)含量 為1. 4ppm,硼雜質(zhì)含量為2. 5ppm, 400分鐘Fenton試劑處理后，磷雜質(zhì)含量降低為0. 8ppm，
17硼雜質(zhì)含量為1. Oppm。實施例43、一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中先將硅粉加水分散于反 應(yīng)槽內(nèi)，向反應(yīng)槽內(nèi)通入醫(yī)用急救的純氧，醫(yī)用急救的純氧的流量為30g/h，因醫(yī)用急救的 純氧本身具有活性氧的性能，可以作為活性氧與硅粉中殘留雜質(zhì)反應(yīng)生成水溶性雜質(zhì)，400 分鐘后雜質(zhì)完全反應(yīng)，生成了水溶性雜質(zhì)；然后用純水沖洗水溶性雜質(zhì)；得到相應(yīng)的硅粉。 其余同實施例1-15中的任意一種實施例。雖然時間比較長，但也有比較明顯的下降趨勢。 經(jīng)過檢測，未處理的硅粉中磷雜質(zhì)含量為1. lppm，硼雜質(zhì)含量為1. 2ppm，400分鐘醫(yī)用急救 的純氧處理后，磷雜質(zhì)含量降低為0. 7ppm，硼雜質(zhì)含量為0. 9ppm。實施例44、一組針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中在采用能釋放活性氧的 氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的同時向流體狀態(tài)的物料體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn) 生羥基自由基。施加能量的方式是紫外光。其余同實施例38-43中任意一種。實施例45、一組針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中在采用能釋放活性氧的 氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的同時向流體狀態(tài)的物料體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn) 生羥基自由基。施加能量的方式是太陽光。其余同實施例38-43中任意一種。實施例46、一組針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中在采用能釋放活性氧的 氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的同時向流體狀態(tài)的物料體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn) 生羥基自由基。施加能量的方式是電加熱。其余同實施例38-43中任意一種。實施例47、一組針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中在采用能釋放活性氧的 氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的同時向流體狀態(tài)的物料體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn) 生羥基自由基。施加能量的方式是電場。其余同實施例38-43中任意一種。實施例48、一組針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中在采用能釋放活性氧的 氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的同時向流體狀態(tài)的物料體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn) 生羥基自由基。施加能量的方式是超聲波。其余同實施例38-43中任意一種。實施例49、一組針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其中在采用能釋放活性氧的 氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的同時向流體狀態(tài)的物料體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn) 生羥基自由基。施加能量的方式是兆聲波中的任意一種。其余同實施例38-43中任意一 種。
18
權(quán)利要求
一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其特征在于采用能釋放活性氧的氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理。其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為1％ 99.999999％∶99％ 0.000001％。
2.一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其特征在于采用能釋放活性氧的氧 化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理。其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 1% -99. 999999% 99%-0. 000001 %。
3.一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其特征在于采用能釋放活性氧的氧 化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理。其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 1% -99. 999999% 99 %-0. 000001 %，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素 的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分別為-0. 00000001%或-0. 00000001%。
4.一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其特征在于采用能釋放活性氧的氧 化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理。其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 10% -99. 9999% 90%-0. 0001 %，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷 雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分別為0. -0.0001 %或0. -0. 0001%。
5.一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其特征在于采用能釋放活性氧的氧 化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理。其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為 30% -99. 9999% 70% -0. 0001 %，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷 雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分別為0. -0.0001 %或0. -0. 0001%。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4、5中所述的任意一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其特征 在于硅粉中殘留雜質(zhì)還包括碳化硅、金屬雜質(zhì)、塵土泥料、水為代表的高含量的雜質(zhì)。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6中所述的任意一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其特 征在于能釋放活性氧的氧化劑是臭氧或過氧化氫中的任意一種或兩種的混合。
8.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6中所述的任意一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其特 征在于能釋放活性氧的氧化劑是Fenton試劑。
9.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6中所述的任意一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其特 征在于能釋放活性氧的氧化劑是高濃度的氧氣。
10.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9中所述的任意一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方 法，其特征在于先將含有殘留雜質(zhì)的硅粉用溶劑配成流體，再采用能釋放活性氧的氧化劑 對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理。
11.如權(quán)利要求10所述的一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其特征在于溶劑采 用水或任意一種無機水溶液。
12.如權(quán)利要求10所述的一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其特征在于溶劑采 用水，在采用能釋放活性氧的氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的同時向流體狀態(tài)的物料 體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn)生自由基。
13.如權(quán)利要求10所述的一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其特征在于溶劑采 用水，在采用能釋放活性氧的氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行處理的同時向流體狀態(tài)的物料 體系中施加能量，用以激發(fā)產(chǎn)生羥基自由基。
14.如權(quán)利要求12或13所述的一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其特征在于施 加能量的方式是紫外光、太陽光、電加熱、電場、超聲波以及兆聲波中的任意一種。
15.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13中所述的任意一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其特征在于處理完畢后的物料，再用純水沖洗；得到可以作為太陽能級 硅原料應(yīng)用的硅粉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法。經(jīng)回收處理后的硅粉主要應(yīng)用于太陽能光伏領(lǐng)域；一種針對硅粉中殘留雜質(zhì)的處理方法，其特征在于采用能釋放活性氧的氧化劑對硅粉中殘留雜質(zhì)進(jìn)行除磷或除硼處理；其中硅粉與殘留雜質(zhì)的重量配比為1％-99.999999％∶99％-0.000001％，其中處理前的殘留雜質(zhì)中折算為磷元素或硼元素的磷雜質(zhì)或硼雜質(zhì)的含量分別為1％-0.00000001％或1％-0.00000001％；處理完畢后的物料，再用純水沖洗；得到可以作為太陽能級硅原料應(yīng)用的硅粉。
文檔編號C01B33/037GK101891201SQ20091011538
公開日2010年11月24日 申請日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者葉淳超, 章金兵 申請人:江西賽維Ldk太陽能高科技有限公司