一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置的制作方法

本发明涉及高纯硅生产，具体为一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置。

背景技术：

1、目前我国制备高纯硅多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和四氯化硅氢还原法。一般说来，由于三氯氢硅还原法具有一定优点，目前比较广泛的被应用，三氯氢硅还原法制备高纯硅的制备步骤是：依次经过三氯氢硅的合成、三氯氢硅的提纯和三氯氢硅的氢还原，最后制得高纯硅。其中，三氯氢硅的合成处理方式是：第一步由硅石制取粗硅石(sio2)和适量的焦炭混合，并在电炉内加热至1600-1800℃可制得纯度为95％-99％的粗硅，生成的硅由电炉底部放出，浇铸成锭，用此法生产的粗硅经酸处理后，其纯度可达到99.9％，第二步把制得的粗硅研磨呈粉状，再由干燥的氯化氢气体和粗硅粉在合成炉中(250℃)进行合成。

2、现有技术中，在三氯氢硅的合成处理过程中，需要先利用研磨设备把粗硅材料研磨制成硅粉，再把硅粉倒入合成炉内并加入适量的干燥氯化氢气体进行接触反应制取三氯氢硅，上述方案在实际操作中发现仍然存在至少以下缺陷：不能够实现对粗硅研磨成粉、对研磨好的硅粉与氯化氢气体进行合成反应的一体化操作，操作方式费时费力，效率低，并且硅粉与氯化氢气体的混合接触不够全面充分，导致硅粉与氯化氢气体合成反应效果较差，降低了生产品质，为此，我们提出一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置用于解决上述问题。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置，解决了在三氯氢硅的合成处理过程中，不能够实现对粗硅研磨成粉、对研磨好的硅粉与氯化氢气体进行合成反应的一体化操作，操作方式费时费力，效率低，并且硅粉与氯化氢气体的混合接触不够全面充分，导致硅粉与氯化氢气体合成反应效果较差，降低了生产品质的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置，包括合成炉以及设置在合成炉上的研磨机构和混合机构，所述合成炉的底部固定安装有四个呈两两对称设置的支腿，合成炉的顶部内壁上开设有加料口，加料口内螺纹安装有上端盖，合成炉的底部固定安装有排料管，排料管的底端螺纹安装有下端盖，合成炉内固定安装有固定座，固定座的顶部开设有研磨槽，研磨槽的底部内壁为弧形面构造，研磨槽的底部内壁上阵列开设有多个筛孔，合成炉的左侧内壁和右侧内壁上均固定安装有电加热板，两个电加热板均位于固定座的下方，研磨机构位于混合机构的上方，研磨机构用于对粗硅进行研磨处理，混合机构用于对研磨好的硅粉与氯化氢气体进行全面有效的混合处理。

5、优选的，所述研磨机构包括转轴、研磨座、多个初级研磨齿、多个二级研磨珠、l型板和电机，转轴转动安装在合成炉内并位于固定座的上方，研磨座固定安装在转轴的底端，研磨座的底部延伸至研磨槽内，研磨座的顶部和底部均为弧形面构造，多个初级研磨齿呈等间距固定安装在研磨座的侧壁上和研磨槽的内侧壁上，多个二级研磨珠呈等间距固定安装在研磨座的底部和研磨槽的底部内壁上，l型板固定安装在合成炉的顶部，电机固定安装在l型板上，转轴的顶端延伸至合成炉外并与电机的输出轴固定连接。

6、优选的，所述研磨机构还包括两个定位座、竖轴、主皮带轮、副皮带轮、皮带、第一伞齿轮、横轴、两个弹性杆、两个敲击球、两个碰撞柱和第二伞齿轮，两个定位座均固定安装在合成炉的左侧外壁上，竖轴转动安装在两个定位座上，主皮带轮固定套设在转轴的顶端，副皮带轮固定套设在竖轴的顶端，皮带绕设在主皮带轮和副皮带轮上，第一伞齿轮固定套设在竖轴上并位于两个定位座之间，横轴转动安装在合成炉内并位于固定座的下方，两个弹性杆均固定安装在横轴上，两个敲击球分别固定安装在相对应弹性杆的顶端，两个碰撞柱均固定安装在固定座的底部，横轴的左端延伸至合成炉外，第二伞齿轮固定安装在横轴的左端，第二伞齿轮与第一伞齿轮相啮合。

7、优选的，所述横轴的顶部和底部均固定安装有散料网，散料网位于两个弹性杆之间。

8、优选的，所述混合机构包括空心轴、多个搅拌叶、多个出气喷头、氯化氢气体输送管、第三伞齿轮和第四伞齿轮，空心轴转动安装在合成炉内并位于电加热板的下方，多个搅拌叶均固定安装在空心轴上并呈等间距排布，多个出气喷头均固定安装在空心轴上并呈等间距排布，多个出气喷头均与空心轴内部相连通，空心轴的左端延伸至合成炉外，氯化氢气体输送管的右端延伸至空心轴内，第三伞齿轮固定安装在竖轴的底端，第四伞齿轮固定套设在空心轴上并位于合成炉的左侧，第四伞齿轮与第三伞齿轮啮合。

9、优选的，所述氯化氢气体输送管上固定安装有止回阀和气体流量计，气体流量计位于止回阀的右侧。

10、优选的，所述空心轴的内壁上固定安装有密封圈，氯化氢气体输送管通过密封圈与空心轴转动密封配合。

11、优选的，所述合成炉的右侧固定安装有位于固定座下方的排气管，排气管上固定安装有截止阀。

12、优选的，所述固定座的顶部固定安装有圆台形导料罩，圆台形导料罩的顶部与合成炉的顶部内壁固定连接。

13、(三)有益效果

14、本发明提供了一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置。具备以下有益效果：

15、(1)、该一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置，通过利用由转轴、研磨座、多个初级研磨齿、多个二级研磨珠、l型板、电机、两个定位座、竖轴、主皮带轮、副皮带轮、皮带、第一伞齿轮、横轴、两个弹性杆、两个敲击球、两个碰撞柱和第二伞齿轮组合构成的研磨机构，能够把粗硅快速有效的研磨制成粗硅粉，对粗硅的研磨质量好，研磨效率高。

16、(2)、该一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置，通过在研磨粗硅的过程中，利用两个散料网的转动，可将研磨好的硅粉均匀散落在固定座下方的空间中，有助于后续将硅粉与氯化氢气体均匀混合进行全面有效的接触发生反应。

17、(3)、该一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置，通过利用由空心轴、多个搅拌叶、多个出气喷头、氯化氢气体输送管、第三伞齿轮和第四伞齿轮组合构成的混合机构，能够把加入合成炉内的氯化氢气体与研磨制得的硅粉充分全面的接触混合进行反应，制得三氯氢硅，使得硅粉与氯化氢气体合成反应更加全面有效，提高了工效和生产品质。

技术特征：

1.一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置，其特征在于，包括合成炉(1)以及设置在合成炉(1)上的研磨机构和混合机构，所述合成炉(1)的底部固定安装有四个呈两两对称设置的支腿(2)，所述合成炉(1)的顶部内壁上开设有加料口，所述加料口内螺纹安装有上端盖(3)，所述合成炉(1)的底部固定安装有排料管(4)，所述排料管(4)的底端螺纹安装有下端盖(5)，所述合成炉(1)内固定安装有固定座(6)，所述固定座(6)的顶部开设有研磨槽(7)，所述研磨槽(7)的底部内壁为弧形面构造，所述研磨槽(7)的底部内壁上阵列开设有多个筛孔(8)，所述合成炉(1)的左侧内壁和右侧内壁上均固定安装有电加热板(27)，两个所述电加热板(27)均位于所述固定座(6)的下方，所述研磨机构位于所述混合机构的上方，所述研磨机构用于对粗硅进行研磨处理，所述混合机构用于对研磨好的硅粉与氯化氢气体进行全面有效的混合处理。

2.根据权利要求1所述的一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置，其特征在于：所述研磨机构包括转轴(9)、研磨座(10)、多个初级研磨齿(11)、多个二级研磨珠(12)、l型板(13)和电机(14)，转轴(9)转动安装在所述合成炉(1)内并位于固定座(6)的上方，所述研磨座(10)固定安装在所述转轴(9)的底端，所述研磨座(10)的底部延伸至所述研磨槽(7)内，所述研磨座(10)的顶部和底部均为弧形面构造，多个所述初级研磨齿(11)呈等间距固定安装在所述研磨座(10)的侧壁上和所述研磨槽(7)的内侧壁上，多个所述二级研磨珠(12)呈等间距固定安装在所述研磨座(10)的底部和研磨槽(7)的底部内壁上，所述l型板(13)固定安装在所述合成炉(1)的顶部，所述电机(14)固定安装在所述l型板(13)上，所述转轴(9)的顶端延伸至合成炉(1)外并与所述电机(14)的输出轴固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置，其特征在于：所述研磨机构还包括两个定位座(15)、竖轴(16)、主皮带轮(17)、副皮带轮(18)、皮带(19)、第一伞齿轮(20)、横轴(21)、两个弹性杆(22)、两个敲击球(23)、两个碰撞柱(24)和第二伞齿轮(25)，两个所述定位座(15)均固定安装在所述合成炉(1)的左侧外壁上，所述竖轴(16)转动安装在两个所述定位座(15)上，所述主皮带轮(17)固定套设在所述转轴(9)的顶端，所述副皮带轮(18)固定套设在所述竖轴(16)的顶端，所述皮带(19)绕设在主皮带轮(17)和副皮带轮(18)上，所述第一伞齿轮(20)固定套设在所述竖轴(16)上并位于两个定位座(15)之间，所述横轴(21)转动安装在所述合成炉(1)内并位于固定座(6)的下方，两个所述弹性杆(22)均固定安装在所述横轴(21)上，两个所述敲击球(23)分别固定安装在相对应所述弹性杆(22)的顶端，两个所述碰撞柱(24)均固定安装在所述固定座(6)的底部，所述横轴(21)的左端延伸至合成炉(1)外，所述第二伞齿轮(25)固定安装在所述横轴(21)的左端，所述第二伞齿轮(25)与所述第一伞齿轮(20)相啮合。

4.根据权利要求3所述的一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置，其特征在于：所述横轴(21)的顶部和底部均固定安装有散料网(26)，所述散料网(26)位于两个所述弹性杆(22)之间。

5.根据权利要求3所述的一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置，其特征在于：所述混合机构包括空心轴(28)、多个搅拌叶(29)、多个出气喷头(30)、氯化氢气体输送管(31)、第三伞齿轮(32)和第四伞齿轮(33)，所述空心轴(28)转动安装在所述合成炉(1)内并位于电加热板(27)的下方，多个所述搅拌叶(29)均固定安装在所述空心轴(28)上并呈等间距排布，多个所述出气喷头(30)均固定安装在所述空心轴(28)上并呈等间距排布，多个所述出气喷头(30)均与所述空心轴(28)内部相连通，所述空心轴(28)的左端延伸至所述合成炉(1)外，所述氯化氢气体输送管(31)的右端延伸至所述空心轴(28)内，所述第三伞齿轮(32)固定安装在所述竖轴(16)的底端，所述第四伞齿轮(33)固定套设在所述空心轴(28)上并位于合成炉(1)的左侧，所述第四伞齿轮(33)与所述第三伞齿轮(32)啮合。

6.根据权利要求5所述的一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置，其特征在于：所述氯化氢气体输送管(31)上固定安装有止回阀(34)和气体流量计(35)，所述气体流量计(35)位于所述止回阀(34)的右侧。

7.根据权利要求5所述的一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置，其特征在于：所述空心轴(28)的内壁上固定安装有密封圈，所述氯化氢气体输送管(31)通过密封圈与所述空心轴(28)转动密封配合。

8.根据权利要求1所述的一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置，其特征在于：所述合成炉(1)的右侧固定安装有位于固定座(6)下方的排气管(36)，所述排气管(36)上固定安装有截止阀。

9.根据权利要求1所述的一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置，其特征在于：所述固定座(6)的顶部固定安装有圆台形导料罩(37)，所述圆台形导料罩(37)的顶部与所述合成炉(1)的顶部内壁固定连接。

技术总结
本发明公开了一种高纯硅生产用中心化合物的制备装置，包括合成炉以及设置在合成炉上的研磨机构和混合机构，所述合成炉的底部固定安装有四个呈两两对称设置的支腿，合成炉的顶部内壁上开设有加料口，加料口内螺纹安装有上端盖，合成炉的底部固定安装有排料管，排料管的底端螺纹安装有下端盖，合成炉内固定安装有固定座。本发明设计合理，能够实现对粗硅研磨成粉、对研磨好的硅粉与氯化氢气体进行合成反应的一体化操作，并且对粗硅研磨成粉的质量好、效率高，对硅粉与氯化氢气体的混合接触更加全面充分，使得硅粉与氯化氢气体合成反应更加全面有效，进而提高了工效和生产品质。

技术研发人员：仲银,陈龙,范艳华
受保护的技术使用者：湖北麦格森特新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13