¿Cuáles son los procesos de producción y equipos relacionados para el polisilicio?

1. El principal equipo clave para la producción de polisilicio (método Siemens modificado): horno de síntesis de cloruro de hidrógeno, horno de síntesis presurizado de lecho fluidizado de triclorosilano, procesamiento de gel de hidrólisis de triclorosilano. sistema, sistema de purificación de torre de destilación de crudo de triclorosilano, horno de núcleo de silicio, horno de reducción de ahorro de energía, detector de fósforo, máquina cortadora de varillas de silicio, dispositivo de sistema de corrosión, limpieza, secado y envasado, dispositivo de recuperación en seco de gas de cola de reducción. Otros incluyen instrumentos de prueba analíticos; instrumentos de control, estaciones de conversión de energía térmica, estaciones de aire comprimido, estaciones de circulación de agua, estaciones de transformación y distribución de energía, talleres de depuración, etc. ?

2. El flujo del proceso de polisilicio producido por el método mejorado de Siemens es el siguiente:

(1) La arena de cuarzo se funde y purifica al 98% en un horno de arco eléctrico para generar silicio industrial. ¿La reacción química es SiO2+C→Si+CO2 ↑?

(2) Para satisfacer las necesidades de alta pureza, es necesaria una mayor purificación. El silicio industrial se pulveriza y se hace reaccionar con cloruro de hidrógeno anhidro (HCl) en un reactor de lecho fluidizado para producir triclorosilano (SiHCl3) que se disuelve. ?

¿Su reacción química es Si+HCl→SiHCl3+H2 ↑?

La temperatura de reacción es de 300 grados y la reacción es exotérmica. Al mismo tiempo se forma una mezcla gaseosa (н 2, нс 1, Si нс 13, SiC 14, Si). ?

(3) La mezcla gaseosa producida en el segundo paso debe purificarse y descomponerse aún más: filtrar el polvo de silicio, condensar Siнс 13 y SiC 14, y el gaseoso нннс 1 se devuelve a la reacción o se descarga. a la atmósfera. A continuación se descomponen los condensados ​​Siнс 13 y SiC 14 para purificar el triclorosilano (destilación en varias etapas). ?

(4) El triclorosilano purificado se reduce y deposita mediante un proceso de reducción a alta temperatura en una atmósfera de H2 para producir polisilicio. ? Su reacción química es SiHCl3+H2→Si+HCl. ?

? El recipiente de reacción de polisilicio está sellado. La varilla de silicio (diámetro 5-10 mm, longitud 1,5-2 m, número 80) en la piscina de silicio se calienta eléctricamente y el silicio policristalino crece en la varilla a 1050-1100 grados, con un diámetro de hasta 150. ?

De esta manera, aproximadamente un tercio del triclorosilano reacciona para formar polisilicio. El resto se separa del recipiente de reacción con н 2, нс 1, Si нс 13 y SiC 14. Estas mezclas se separan a bajas temperaturas y se reutilizan o se devuelven a la reacción general.

Materiales de referencia:

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