一种多晶硅高沸物的除杂剂及其制备方法、除杂方法与流程

本发明属于多晶硅高沸物除杂的，具体涉及一种多晶硅高沸物的除杂剂及其制备方法、除杂方法。

背景技术：

1、多晶硅是光伏产业的基础原料，在其制备过程中会产生一些副产物。该副产物中的一部分为沸点超过70℃的高沸点化合物(俗称“高沸物”)，其质量占单体粗品的7.0-8.0％。这些高沸物组分非常复杂，主要包括六氯乙氧硅烷、五氯乙氧硅烷等氧硅烷和六氯乙硅烷、五氯乙硅烷等聚氯硅烷，且各组分的沸点比较接近，通过常用的分离方法很难将各组分分离出来，因此无法有效利用。在实际生产过程中，对高沸物的主要处理方法是将其浓缩分离，回收高沸物中残留的一部分低沸点物如四氯化硅后，将高沸物余下部分与金属氯化物等其他多晶硅加工过程中带出的固体杂质一起进行水解处理。这种处理方式虽然简单有效，却消耗了大量本应有价值的si和cl元素，不利于多晶硅生产的可持续发展。另外，如果这些高沸物处理不当，还会增加企业的生产成本，造成安全环保问题。

2、为了解决上述问题，人们已开发出使用有机胺作为催化剂催化聚氯硅烷裂解为单硅化合物的方法。即，使用三正辛胺、n，n-二乙基丁胺等作为催化剂将高沸物裂解转化为氯硅烷回收利用。然而，高沸物中含有一些金属杂质，其中以三氯化铝和四氯化钛杂质最具代表性，以这两种金属元素计的质量含量可达数百至数千ppm。高沸物中的金属杂质会与催化剂中的有机胺发生络合反应，在催化裂解过程中造成裂解催化剂的大量损耗，为了保证催化效果，需要在裂解过程中不断的补充损耗的催化剂，这不仅提高了运行成本，也严重影响了生产过程的平稳性。另外，这些金属杂质也会随着裂解后的单硅化合物进入后续精馏系统，增加精馏除杂的压力。在常压条件下，四氯化钛的沸点为135-136℃，三氯化铝的沸点为182.7℃，但在177.8℃会发生升华。这些温度与高沸物的馏程(120-180℃)很接近，因此很难将这两种金属氯化物与高沸物中其它成分通过常用的蒸馏处理等方法分离。

3、目前的多晶硅高沸物的除杂工艺是向高沸物加入除杂剂，与金属杂质形成不挥发的化合物的混合体系，然后通过蒸馏使高沸物中的其余组分与该混合体系分离，从而除去氯化铝杂质。或者通过冷却沉降结晶，使三氯化铝以稳定的固体形式存在，再以过滤的方式达到除铝的目的。然而，这些方法存在除杂剂复杂、无法同时去除铝钛等杂质、除杂效果不理想、除杂流程复杂、除杂成本高、除杂剂无法回收、易引入新的杂质等问题。

4、有鉴于此，本发明提出一种新的多晶硅高沸物的除杂剂及其制备方法、除杂方法，采用多晶硅中废气处理得到的回收盐进行多晶硅高沸物的除杂，可同时去除铝、钛杂质，具有除杂效果高、成本低、可重复使用的优势。

技术实现思路

1、本发明的发明目的在于提供一种多晶硅高沸物的除杂剂的制备方法，该制备方法简单。

2、为了实现上述目的，所采用的技术方案为：

3、一种多晶硅高沸物的除杂剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、(1)将含有氯硅烷的废气和废液进行水解后，调节水解溶液的ph至中性，得中性废水；

5、(2)将所述的中性废水压滤后，依次进行除硅、除杂处理，蒸发结晶，再干燥、得回收盐，即所述的除杂剂。

6、进一步的，所述的步骤(1)中，采用氢氧化钠溶液调节水解溶液至中性。

7、进一步的，所述的步骤(2)中，除硅处理为：加入氢氧化钙；

8、进一步的，所述的步骤(2)中，除杂处理为：加入碳酸根离子去除mg2+、ca2+、ba2+、sr2+。

9、本发明的另一个发明目的在于提供一种多晶硅高沸物的除杂剂，采用上述的制备方法制成，该除杂剂采用多晶硅生产中产生的固体废弃物作为处理剂，成本低。

10、本发明还有一个发明目的在于提供一种多晶硅高沸物的除杂方法，该方法，该除杂方法可同时去除铝、钛杂质，具有除杂效果显著、成本低、不引入新杂质的优势。

11、为了实现上述目的，所采用的技术方案为：

12、一种多晶硅高沸物的除杂方法，其特征在于，所述的除杂方法为：将除杂剂与多晶硅高沸物混合后，进行蒸馏处理，得到除杂后的多晶硅高沸物；

13、所述的除杂剂为上述的除杂剂。

14、进一步的，所述的除杂剂与多晶硅高沸物的质量比为0.8-1.8:100。

15、再进一步的，所述的除杂剂与多晶硅高沸物的质量比为0.8-1.05:100。

16、进一步的，所述的蒸馏处理的温度大于150℃。

17、进一步的，所述的蒸馏处理的压力为20-100kpa。

18、进一步的，所述的蒸馏处理后，未被蒸馏出去的溶液进行水解、中和、压滤、除硅、除杂、蒸发结晶、干燥处理，得到的固态物质可作为除杂剂再次进行多晶硅高沸物的除杂处理。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

20、1、本发明的技术方案中，采用多晶硅生产中产生的固体废弃物(回收盐)作为除杂剂，无需额外成本，且变废为宝，创造效益，经济环保。

21、2、本发明的技术方案中，采用回收盐作为除杂剂，不仅可以高效除去高沸中的铝，还有一定除钛效果。

22、3、本发明的技术方案中，多晶硅生产中产生的固体废弃物，主要成分是各种无机盐和微量原系统中的有机物，不会向系统中引入新的杂质，且这些微量有机物随着此固体废弃物作为除杂剂在系统中循环利用，不会产生后续环保问题，同时除杂成本低。

23、4、本发明的技术方案中，除杂剂与铝和钛等杂质络合后，经过水解等后处理，可循环回收再次形成固体废弃物后重复用作除杂剂，再次降低除杂成本。

技术特征：

1.一种多晶硅高沸物的除杂剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

5.一种多晶硅高沸物的除杂剂，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的制备方法制备而成。

6.一种多晶硅高沸物的除杂方法，其特征在于，所述的除杂方法为：将除杂剂与多晶硅高沸物混合后，进行蒸馏处理，得到除杂后的多晶硅高沸物；

7.根据权利要求6所述的除杂方法，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的除杂方法，其特征在于，

9.根据权利要求6所述的除杂方法，其特征在于，

10.根据权利要求6所述的除杂方法，其特征在于，

技术总结
本发明为一种多晶硅高沸物的除杂剂及其制备方法、除杂方法。一种多晶硅高沸物的除杂剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将含有氯硅烷的废气进行水解后，调节水解溶液的pH至中性，得中性废水；(2)将所述的中性废水压滤后，依次进行除硅、除杂处理，蒸发结晶，干燥，得回收盐，即所述的除杂剂。本发明所述的一种多晶硅高沸物的除杂剂及其制备方法、除杂方法，采用多晶硅中废气处理得到的回收盐进行多晶硅高沸物的除杂，可同时去除铝、钛杂质，具有除杂效果高、成本低、可重复使用的优势。

技术研发人员：高娟,冯文强,陈文吉,刘照远,曹俊文
受保护的技术使用者：新疆大全新能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/10