一種超細(xì)金屬硅粉的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于硅材料加工領(lǐng)域，具體涉及一種超細(xì)金屬硅粉的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超細(xì)金屬硅粉是最重要的半導(dǎo)體材料，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、微波通信、光纖通訊、太陽能發(fā)電等方面。科學(xué)家把現(xiàn)時代稱為硅時代，金屬硅具有優(yōu)良的物理化學(xué)及半導(dǎo)體性質(zhì)，因此在半導(dǎo)體器件中很快得到應(yīng)用，并得到飛速發(fā)展。傳統(tǒng)制備超細(xì)金屬硅粉在生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生雜質(zhì)，不利于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，經(jīng)常存在細(xì)而不純、純而不細(xì)的難題，也有的工藝過于復(fù)雜、生產(chǎn)費(fèi)用高。目前，我國超細(xì)金屬硅粉的來源很大程度上依賴進(jìn)口，開發(fā)自主超細(xì)金屬硅粉生產(chǎn)方法顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種超細(xì)金屬硅粉的生產(chǎn)方法，該方法工藝簡單，成品率尚。
[0004]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
1.一種超細(xì)金屬硅粉的生產(chǎn)方法，其特征在于:包括以下步驟:
(1)將純度99%左右，細(xì)度200目左右的原料金屬硅粉經(jīng)酸洗、堿洗、鑄錠處理后得到純度99.9%-99.999%的半成品；
(2)將半成品粗粉碎后過100目篩，用去離子水反復(fù)沖洗5-8遍至純度99.995%以上；
(3)干凈新鮮空氣經(jīng)空氣壓縮機(jī)壓縮處理后形成低溫高純高壓氣體進(jìn)入氣流粉碎機(jī)粉碎室，經(jīng)噴嘴噴射形成1-3倍超高速氣流，帶動經(jīng)氣流粉碎機(jī)加料倉進(jìn)入的物料高速運(yùn)動，將物料進(jìn)行粉碎；
(5)粉碎后的顆粒隨上升氣流到達(dá)分級室，分級機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，粒度大于1000目的顆粒甩到外壁下降到粉碎室再次粉碎，粒度小于1000目的顆粒進(jìn)入旋風(fēng)分離機(jī)進(jìn)行不同細(xì)度的分離分級包裝，最終產(chǎn)品純度為99.99% -99.999%，產(chǎn)品粒度為1000-12500目，成品率99%以上；
(6 )尾氣經(jīng)布袋過濾器過濾，殘余塵粒被布袋捕獲搜集，干凈尾氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)排出。
[0005]本發(fā)明的超細(xì)金屬硅粉的生產(chǎn)方法，步驟(3)中干凈新鮮空氣的處理過稱為:干凈新鮮空氣經(jīng)空氣壓縮機(jī)壓縮，形成0.6-1.2MPa的高壓氣體，高壓氣體經(jīng)不銹鋼管道進(jìn)入儲氣罐進(jìn)行油水分離，然后進(jìn)入過濾器進(jìn)行精密過濾，形成較純凈的高壓氣體，接著進(jìn)入冷凍干燥機(jī)進(jìn)行冷凍干燥，再進(jìn)入過濾器進(jìn)行高精密過濾，最終形成低溫高純高壓氣體。
[0006]進(jìn)一步，所述冷凍干燥機(jī)內(nèi)的露點(diǎn)溫度為-40°C。
[0007]進(jìn)一步，所述氣流粉碎機(jī)的加料裝置采用聚氨酯輔以耐磨復(fù)合材料制成，分級輪葉片和上下端面用聚氨酯包覆，噴嘴采用聚氨酯制成，管壁內(nèi)部采用聚氨酯粘貼。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
(I)先提純再粉碎，避免了粉碎后超細(xì)粉提純無法有效液固分離、成品率低，效果差的難題。
[0009](2)加料裝置、噴嘴、分級輪等與原料直接接觸的部位用聚氨酯制成，有效防止了粉碎過程產(chǎn)生的二次污染。
[0010](3)生產(chǎn)工藝簡單，粉碎分級后的合格產(chǎn)品直接進(jìn)入料倉成為成品，減除了中間環(huán)節(jié)，減少了污染的可能，并把成品率由常規(guī)80%提高至99%以上，產(chǎn)品粒度細(xì)，分布均勻，形貌規(guī)則。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
實(shí)施例
[0012](I)原料提純
將采購的純度99%左右，細(xì)度200目左右的原材料倒入封閉容器里，采用混合有稀氫氟酸和稀鹽酸的稀酸溶液進(jìn)行酸洗，然后用稀氫氧化鈉溶液進(jìn)行堿洗，針對不同雜質(zhì)加入配制的提純液加熱充分?jǐn)嚢梃T錠，粉碎提純?nèi)缓笥萌ルx子水反復(fù)沖洗7遍，最終使原料達(dá)到純度99.995%成為半成品。
[0013](2)物料粉碎
干凈新鮮空氣經(jīng)空氣壓縮機(jī)壓縮，形成0.6-1.2MPa的高壓氣體，高壓氣體經(jīng)不銹鋼管道進(jìn)入儲氣罐進(jìn)行油水分離，然后進(jìn)入過濾器進(jìn)行精密過濾，形成較純凈的高壓氣體，接著進(jìn)入露點(diǎn)溫度_40°C的冷凍干燥機(jī)進(jìn)行冷凍干燥，再進(jìn)入過濾器進(jìn)行高精密過濾，最終形成低溫高純高壓氣體，低溫高純高壓氣體進(jìn)入氣流粉碎機(jī)粉碎室，經(jīng)噴嘴噴射形成1-3倍超高速氣流，帶動經(jīng)氣流粉碎機(jī)加料倉進(jìn)入的物料高速運(yùn)動，將物料進(jìn)行粉碎。
[0014](3)物料分級
粉碎后的顆粒隨上升氣流到達(dá)分級室，分級機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，粒度大于1000目的顆粒甩到外壁下降到粉碎室再次粉碎，粒度小于1000目的顆粒進(jìn)入旋風(fēng)分離機(jī)進(jìn)行不同細(xì)度的分離分級包裝，形成不同規(guī)格的產(chǎn)品，最終產(chǎn)品純度為99.998%，產(chǎn)品粒度為2000-12500目，成品率99.2%以上。尾氣經(jīng)布袋過濾器過濾，殘余塵粒被布袋捕獲搜集包裝形成產(chǎn)品，干凈尾氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)排出。原料進(jìn)量根據(jù)產(chǎn)品要求每小時5KG-100KG，出量與進(jìn)量保持平衡。
[0015]本發(fā)明先提純再粉碎，避免了粉碎后超細(xì)粉提純無法有效液固分離、成品率低，效果差的難題，提純過程配制提純?nèi)芤海欧盼镂廴?，氣流粉碎機(jī)加料裝置、噴嘴、分級輪等與原料直接接觸的部位用聚氨酯輔以特種材料所制耐磨復(fù)合新材料制成，管壁內(nèi)部襯以聚氨酯，有效防止了粉碎過程產(chǎn)生的二次污染，產(chǎn)品收集采用全自動真空包裝，成品率高，產(chǎn)品粒度細(xì)，分布均勻，形貌規(guī)則。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超細(xì)金屬硅粉的生產(chǎn)方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將純度99%左右，細(xì)度200目左右的原料金屬硅粉經(jīng)酸洗、堿洗、鑄錠處理后得到純度99.9%-99.999%的半成品； (2)將半成品粗粉碎后過100目篩，用去離子水反復(fù)沖洗5-8遍至純度99.995%以上； (3)干凈新鮮空氣經(jīng)空氣壓縮機(jī)壓縮處理后形成低溫高純高壓氣體進(jìn)入氣流粉碎機(jī)粉碎室，經(jīng)噴嘴噴射形成1-3倍超高速氣流，帶動經(jīng)氣流粉碎機(jī)加料倉進(jìn)入的物料高速運(yùn)動，將物料進(jìn)行粉碎； (5)粉碎后的顆粒隨上升氣流到達(dá)分級室，分級機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，粒度大于1000目的顆粒甩到外壁下降到粉碎室再次粉碎，粒度小于1000目的顆粒進(jìn)入旋風(fēng)分離機(jī)進(jìn)行不同細(xì)度的分離分級包裝，最終產(chǎn)品純度為99.99% -99.999%，產(chǎn)品粒度為1000-12500目，成品率99%以上； (6 )尾氣經(jīng)布袋過濾器過濾，殘余塵粒被布袋捕獲搜集，干凈尾氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)排出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)金屬硅粉的生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟(3)中干凈新鮮空氣的處理過稱為:干凈新鮮空氣經(jīng)空氣壓縮機(jī)壓縮，形成0.6-1.2MPa的高壓氣體，高壓氣體經(jīng)不銹鋼管道進(jìn)入儲氣罐進(jìn)行油水分離，然后進(jìn)入過濾器進(jìn)行精密過濾，形成較純凈的高壓氣體，接著進(jìn)入冷凍干燥機(jī)進(jìn)行冷凍干燥，再進(jìn)入過濾器進(jìn)行高精密過濾，最終形成低溫高純高壓氣體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超細(xì)金屬硅粉的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述冷凍干燥機(jī)內(nèi)的露點(diǎn)溫度為-40°C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)金屬硅粉的生產(chǎn)方法，其特征在于:氣流粉碎機(jī)的加料裝置采用聚氨酯輔以耐磨復(fù)合材料制成，分級輪葉片和上下端面用聚氨酯包覆，噴嘴采用聚氨酯制成，管壁內(nèi)部采用聚氨酯粘貼。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超細(xì)金屬硅粉的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：將原料金屬硅粉經(jīng)酸洗、堿洗、鑄錠處理后得到純度99.9%-99.999%的半成品粗粉碎后過100目篩，用去離子水反復(fù)沖洗5-8遍至純度99.995%以上；低溫高純高壓氣體在氣流粉碎機(jī)內(nèi)以1-3倍超高速氣流將物料進(jìn)行粉碎；粉碎后的顆粒進(jìn)入分級室，大顆粒繼續(xù)粉碎，小顆粒進(jìn)入旋風(fēng)分離機(jī)進(jìn)行不同細(xì)度的分離分級包裝，最終產(chǎn)品純度為99.99％-99.999％，產(chǎn)品粒度為1000-12500目，成品率99%以上。本發(fā)明工藝簡單，粉碎過程無粉塵排放且無雜質(zhì)進(jìn)入不產(chǎn)生二次污染，產(chǎn)品成品率高，產(chǎn)品粒度細(xì)，分布均勻，形貌規(guī)則。
【IPC分類】C01B33/037
【公開號】CN104909369
【申請?zhí)枴緾N201510279645
【發(fā)明人】胡慧梅
【申請人】濟(jì)南驕泰信息技術(shù)有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月28日