工业硅是怎样选择与处理的？

工业硅是怎样选择与处理的？

工业硅的选择有国家标准。所生产的四氯化硅是用来制造太阳能光伏电池的，要求纯度高，因此应采用化学用硅，也就是A级硅和B级硅，最好还是采用A级硅。 

采用固定炉合成四氯化硅，可以不采用价格高的硅粉为原料，而直接使用工业硅块来生产，这样一来，合成的成本就会大大降低，但硅块的粒度应合适，要利于氯气充分地接触，提高反应速率。硅的粒度过大，硅的比表面积小，反应的区域少，反应速率就慢；硅的粒度过小，硅的比表面积大了，可颗粒之间的空隙就小了，这样一来，将会加大氯气的阻力，甚至阻碍氯气的通过。因此，要求工业硅有合适的粒度，一般认为硅的粒度以30～50mm为宜。 

化学用硅的纯度已经很高，可以直接用来生产四氯化硅，但是，为了提高产品纯度，还需要对工业硅进行处理，达到进一步提纯的目的。最常见的处理方法是酸浸法。 

在工业硅生产中，当硅出炉凝固时，多数杂质（Fe、Al、C、B、P、Cu等）离析在晶粒周围，这些杂质呈硅化物或硅酸盐状态。这些杂质除了碳化硅、氧化铁之外，大多都可以用酸溶解，而硅则不溶于酸中。硅和杂质的上述特性给人们提供一个方便，可以采用酸浸法来处理工业硅，而且效果很好，工序设备简单，经济便宜。 

酸浸法所用的酸包括盐酸、硫酸、王水、氢氟酸及其不同的组合混酸。在酸中加入三价铁氧化剂可以加快杂质的溶解，提高酸浸效果；升高温度和采用小粒度硅粉，都对提高四氯化硅的纯度有利。大粒度的工业硅也可以用酸浸法达到纯化目的，但酸浸时间要延长。 

一般对工业硅酸浸，是用10％盐酸、硫酸、王水、氢氟酸等不同组分的酸溶液，酸浸时间应超过半天，一般为12～18h。 

工业硅酸浸后要用水洗净，应将工业硅洗至中性为准。洗时要用净水，最后用纯水，以防止水污染工业硅。水洗后的工业硅必须在烘干箱（烘干机）中干燥，烘干温度在150℃左右，一般时间维持2～8h（应视工业硅的干燥情况而定），烘干后的工业硅应立即装入合成炉，不要在空气中存放，因为干燥的工业硅是很容易吸水的。 

如果采用沸腾炉来制备三氯氢硅，所用的应该是工业硅粉。一般制备三氯氢硅所用工业硅粉的纯度为98％～99％。工业硅粉太粗或太细都不好，太粗气流吹不起来，对沸腾不利；太细往往会堵塞管道。一般认为粒度以80～120目为好。工业硅粉的质量都比较高，因此用不着选择，但必须要进行预处理。 

游离氧及其化合物，特别是水分，对三氯氢硅的制备十分有害。其原理基于硅氧键（Si—O）比硅氯键（Si—Cl）更为稳定，三氯氢硅极易氧化和水解，从而降低产量。因此工业硅粉预处理的任务主要是酸洗和干燥。其工业硅粉的酸洗与上述工业硅块的酸洗一样，完全可以参照上述工业硅块的做法。 

工业硅粉的干燥也与上述工业硅块的干燥一样，完全可以参照上述工业硅块的干燥做法，也可以采用烘干机来完成。