陈少纯
,
高远
,
王继民
,
顾珩
,
吴昊
,
曹洪杨
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.04.016
采用流化床反应技术,以H2还原SiHCl3的方法制备太阳能级多晶硅.在直径50mm的流化床反应器中,加入多晶硅颗粒作为初始晶种,通入SiHCl3和H2气体使颗粒处于流态化状态；高温下,反应生成的多晶硅在晶种表面沉积令颗粒逐渐长大而获得颗粒多晶硅.实验考察了流化床反应状态下的硅还原率和硅沉积速率及其影响因素,分别在950～1100℃,H2/SiHCl3摩尔配比为15,20,30及晶种粒径为350,550μm的条件范围内进行实验.当加入晶种粒径为550μm时,在1100℃条件下,H2/SiHCl3摩尔配比从15％增加到30％,硅还原率从14.2％提高到21.6％；当H2/SiHCl3摩尔配比为20时,温度从950℃提高到1100℃,硅还原率从14.9％提高到19.4％.在1100℃,H2/SiHCl3摩尔配比为30的条件下,当加入晶种粒径为350μm时,测得硅还原率为25.7％,硅沉积速亭为21.3g·h-1；而晶种粒径为550μm时,硅还原率为22.9％,硅沉积速率为18.0g·h-1.实验结果表明:提高H2/SiHCl3摩尔配比、提高温度和减少晶种粒径均可显著提高硅还原率和沉积速率,适宜的工艺条件为1050～1100℃,H2/SiHCl3(摩尔比)20～30;晶种颗粒粒径和流化床气流速度是流化床反应过程主要的动力学因素.在西门子法中应用流化床技术将能显著提高硅的还原率和沉积速率,是制备太阳能级多晶硅的可行技术.
关键词:
流化床
,
多晶硅
,
颗粒硅
,
太阳能
王继民
,
曹洪杨
,
陈少纯
,
徐毅
,
张登凯
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.03.019
为从锌精矿氧压酸浸炼锌工艺的置换渣中提取锗镓铟元素,对二段浸出-萃取分离锗镓铟铜工艺进行研究,锌电积废液用于一段浸出,H2SO4-HF混酸用于一段浸出渣的二段浸出;一段浸出液分别采用二(2-乙基已基)磷酸(P204),C3-5氧肟酸+二(2-乙基已基)(P204)磷酸及5-壬基水杨醛肟(CP150)分别萃取铟,锗镓及铜;二段浸出液用C3-5氧肟酸萃取提锗,萃余液加入氟化钠沉淀氟硅酸钠.试验结果显示,一段浸出用酸度为3.1N的湿法炼锌电积废液,液固比4∶1,初始氧分压0.4 MPa,150℃,经3h的二级浸出后,浸出渣率约为15％,铟镓铜锌4个元素的浸出率都达到98％,而锗浸出率约为80％;一段浸出残渣用H2S04-HF混酸浸出,其氟/硅摩尔比4.2∶1.0,硫酸浓度为2N温度80℃,液固比3∶1,浸出时间为5h,一段浸出残渣中锗几乎完全浸出;一段浸出液在pH 2.0～2.2,30％二(2-乙基已基)磷酸萃取,部分铁与几乎所有的铟被萃取,用2N盐酸反萃,铟、铁的反萃率分别为98.28％和2.79％,可达到铟铁的分离;萃铟余液用3％的氧肟酸+10％二(2-乙基已基)磷酸-煤油协萃锗、镓,铁也发生共萃,锗、镓和铁的单级萃取率均在90％以上,采用次氯酸钠反萃,锗反萃率近100％,且Ge/Ga和Ge/Fe的反萃分离系数分别为10836和318.7.用3 mol·L-的硫酸,相比(W/O) 1∶2反萃镓,镓的一次反萃率达97.5％.二段浸出液采用10％C3-5氧肟酸-煤油萃取,相比(O/w)为1.2∶1.0,锗的单级萃取率达到98.31％.经30％次氯酸钠溶液反萃,锗的一次反萃率达到98.83％,萃余液加入氟化钠,氟硅化物的沉淀率为90％左右.沉硅滤液经补充氢氟酸后返回二段沉出,锗的浸出仍可达到较完全的浸出.该工艺无废液排放,并且通过与湿法炼锌流程的物料交换而变得简化.
关键词:
锗镓提取
,
置换渣
,
二氧化硅基体中锗的溶出
,
锗镓溶剂萃取
