專利名稱：一種硅化鎂法制備硅烷的副產(chǎn)物用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅化鎂法制備硅烷的副產(chǎn)物用途電解法制取金屬鎂，以及電解 法制鎂的副產(chǎn)物循環(huán)用于硅化鎂法，提出了聯(lián)合生產(chǎn)硅烷和金屬鎂工藝。
背景技術(shù)：
近年來，隨著太陽能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動了多晶硅的需求。多晶硅的制造技術(shù)主 要包括兩種工藝西門子法和硅烷法。在國際上，多晶硅的技術(shù)由美國、日本、德國等國的幾 家大公司所壟斷，技術(shù)封鎖非常厲害，最近幾年，中國的多晶硅技術(shù)有很大發(fā)展，但多晶硅 的進口數(shù)量還是很大。
西門子法的主要副產(chǎn)物是四氯化硅(SiCl4)，平均生產(chǎn)1噸多晶硅要產(chǎn)生10噸以 上的SiCl4。硅烷法主要包括三種工藝硅化鎂法、催化歧化法和氟化硅法，本發(fā)明只討論硅 化鎂法。硅化鎂法的主要副產(chǎn)物是MgCl2 · 6NH3，平均生產(chǎn)1噸硅烷要產(chǎn)生超過12噸的副 產(chǎn)物 MgCl2 · 6NH3。
中國的多晶硅制造主要采用西門子法而非硅烷法，產(chǎn)量占90%以上。但是其中一 些關(guān)鍵技術(shù)中國還沒有完全掌握，這些工藝所產(chǎn)生的副產(chǎn)物沒能很好地利用，這導(dǎo)致了多 晶硅的生產(chǎn)成本和能耗居高不下，并且還會極大地污染環(huán)境。目前硅烷法在中國很少使用， 其中的一個原因也是副產(chǎn)物利用問題沒有掌握。
專利申請(申請?zhí)?0071006擬48. 1)對硅化鎂法制備硅烷提出了副產(chǎn)物的一種 利用方法把MgCl2作為一種新穎的儲氫材料可用于氫燃料電池。
金屬鎂作為最輕的金屬之一，它的應(yīng)用(包括鎂合金的應(yīng)用)得到了極大的發(fā)展， 鎂的需求也因此得到了極大增長。金屬鎂的制造方法主要也有兩種硅熱法(皮江法)和 電解法，硅熱法是用工業(yè)硅作為還原劑得到金屬鎂，電解法是對無水氯化鎂(MgCl2)進行熔 融電解得到金屬鎂。兩種方法各有優(yōu)缺點硅熱法設(shè)備投資少，但是能耗高污染大；而電解 法雖然能耗低污染小但是設(shè)備投資更大。另外電解法通常還會遇到兩個難題1. MgCl2在電 解前需要先脫水，但是脫水很困難；2.如何回收處理電解得到的副產(chǎn)物氯氣。這既要增加 投資又要為脫水和氯氣回收消耗大量能源。
在中國制備鎂主要采用硅熱法，產(chǎn)量占90 %以上，但在國際上電解法用的較多。硅 熱法也留給了中國大量污染問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種硅化鎂法制備硅烷的副產(chǎn)物用途電解法制取金屬 鎂，以及電解法制鎂的副產(chǎn)物循環(huán)用于硅化鎂法，提出了聯(lián)合生產(chǎn)硅烷和金屬鎂工藝。降低 成本的同時降低了污染。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種硅化鎂法制備硅烷的副產(chǎn)物用途，其特征在于硅化 鎂法制備硅烷的副產(chǎn)物氯化鎂被用于電解法制取金屬鎂。
如上所述的硅化鎂法制備硅烷的副產(chǎn)物用途，其特征在于在把副產(chǎn)物氯化鎂用3于電解法制取金屬鎂的過程中得到的副產(chǎn)物Cl2,經(jīng)過和H2燃燒后得到無水HCl，成為硅化 鎂法制備硅烷的原材料。
如上所述的硅化鎂法制備硅烷的副產(chǎn)物用途，其特征在于在此基礎(chǔ)上，提出了聯(lián) 合生產(chǎn)硅烷和金屬鎂工藝，在聯(lián)合工藝中，兩種工藝的副產(chǎn)物互為原材料。
聯(lián)合生產(chǎn)硅烷和金屬鎂工藝，采用硅化鎂法制備硅烷并得到副產(chǎn)物氯化鎂，其特 征在于將副產(chǎn)物氯化鎂脫氨，再將脫氨后的氯化鎂用電解法制取金屬鎂和副產(chǎn)物Cl2，Cl2 經(jīng)過和吐燃燒后得到無水HC1，成為硅化鎂法制備硅烷的原材料。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明實施包括四個步驟步驟一硅化鎂法制備硅烷，同 時會產(chǎn)生副產(chǎn)物MgCl2 (更準(zhǔn)確地講，副產(chǎn)物應(yīng)是MgCl2 ·6ΝΗ3)；步驟二 副產(chǎn)物MgCl2 ·6ΝΗ3 脫氨，脫氨過程得到的NH3經(jīng)過液化提純后可以重新進入步驟一得以循環(huán)利用，這樣就不會 給環(huán)境造成污染，同時也降低了步驟一中制造硅烷的成本；步驟三脫氨后的副產(chǎn)物無水 無氨MgCl2用于電解法制鎂；步驟四電解鎂副產(chǎn)物Cl2的處理，讓Cl2和吐進行燃燒反應(yīng)， 獲得無水HC1，無水HCl正好是步驟一中硅化鎂制備硅烷的必要原材料。
以上四個步驟組成一個循環(huán)，幾乎所有的副產(chǎn)物都得到了利用，或者成為最終的 產(chǎn)品如SiH4和Mg，或者進入循環(huán)使用(特別是對環(huán)境有污染的中間副產(chǎn)物)如MgCl2、 NH3*C12等。以上四個步驟聯(lián)合了兩個產(chǎn)業(yè)的兩個工藝(硅化鎂法和電解法，分別屬于多 晶硅制造工業(yè)和鎂冶煉工業(yè))，其中一個工藝的副產(chǎn)物成了另一個工藝的原材料。這個循環(huán) 從而大大降低了生產(chǎn)成本，并極大程度地減少了污染，結(jié)果是獲得兩個高附加值的產(chǎn)品硅 烷和金屬鎂。本發(fā)明把它稱之為“聯(lián)合生產(chǎn)硅烷和金屬鎂工藝”(簡稱“聯(lián)合法”)。


圖1為本發(fā)明實施例聯(lián)合生產(chǎn)硅烷和金屬鎂工藝流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
本發(fā)明實施例硅化鎂法制備硅烷的副產(chǎn)物用途中，硅化鎂法制備硅烷的副產(chǎn)物 MgCl2被用于電解法制取金屬鎂。
在把副產(chǎn)物MgCl2用于電解法制取金屬鎂的過程中得到的副產(chǎn)物Cl2,經(jīng)過和吐燃 燒后得到無水HC1，成為硅化鎂法制備硅烷的原材料。
聯(lián)合生產(chǎn)硅化鎂法制硅烷和電解法制鎂兩個工藝中的副產(chǎn)物互為原材料，降低成 本的同時降低了污染。
本發(fā)明實施例聯(lián)合生產(chǎn)硅烷和金屬鎂工藝，是采用硅化鎂法制備硅烷并得到副產(chǎn) 物氯化鎂，將副產(chǎn)物氯化鎂脫氨，再將脫氨后的氯化鎂用電解法制取金屬鎂和副產(chǎn)物C12， Cl2經(jīng)過和吐燃燒后得到無水HC1，成為硅化鎂法制備硅烷的原材料。
本發(fā)明實施例包括以下四個具體步驟
步驟一硅化鎂法制備硅烷，同時會產(chǎn)生副產(chǎn)物MgCl2。
硅化鎂法制備硅烷的反應(yīng)可以由以下方程式表示
權(quán)利要求
1.一種硅化鎂法制備硅烷的副產(chǎn)物用途，其特征在于硅化鎂法制備硅烷的副產(chǎn)物氯 化鎂被用于電解法制取金屬鎂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅化鎂法制備硅烷的副產(chǎn)物用途，其特征在于在把副產(chǎn)物 氯化鎂用于電解法制取金屬鎂的過程中得到的副產(chǎn)物Cl2,經(jīng)過和H2燃燒后得到無水HC1， 成為硅化鎂法制備硅烷的原材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅化鎂法制備硅烷的副產(chǎn)物用途，其特征在于在此基 礎(chǔ)上，提出了聯(lián)合生產(chǎn)硅烷和金屬鎂工藝，在聯(lián)合工藝中，兩種工藝的副產(chǎn)物互為原材料。
4.聯(lián)合生產(chǎn)硅烷和金屬鎂工藝，采用硅化鎂法制備硅烷并得到副產(chǎn)物氯化鎂，其特征 在于將副產(chǎn)物氯化鎂脫氨，再將脫氨后的氯化鎂用電解法制取金屬鎂和副產(chǎn)物Cl2，Cl2經(jīng) 過和吐燃燒后得到無水HC1，成為硅化鎂法制備硅烷的原材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硅化鎂法制備硅烷的副產(chǎn)物用途，即電解法制取金屬鎂，以及電解法制鎂的副產(chǎn)物循環(huán)用于硅化鎂法，提出了聯(lián)合生產(chǎn)硅烷和金屬鎂工藝。本發(fā)明硅化鎂法制備硅烷的副產(chǎn)物用途中，硅化鎂法制備硅烷的副產(chǎn)物氯化鎂被用于電解法制取金屬鎂。再把氯化鎂用于電解法制取金屬鎂的過程中得到的副產(chǎn)物氯氣，經(jīng)過和氫氣燃燒后得到無水氯化氫，成為硅化鎂法制備硅烷的原材料。聯(lián)合生產(chǎn)硅化鎂法制硅烷和電解法制鎂兩個工藝中的副產(chǎn)物互為原材料，降低成本的同時降低了污染。
文檔編號C01C1/02GK102030332SQ20091027236
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者朱澤華, 鮑堅仁, 鮑堅斌 申請人:朱澤華, 鮑堅仁, 鮑堅斌