Спосіб очищення кремнієвмісного матеріалу низької чистоти, застосування барабанної печі у ньому, розплав кремнієвмісного матеріалу, відхідні гази та твердий полікристалічний кремній, одержані цим способом

1. Спосіб очищення кремнієвмісного матеріалу низької чистоти, який включає етапи, на яких:

(a) забезпечують плавильний пристрій, обладнаний кисневим пальником, і

(b) в цьому плавильному пристрої плавлять кремнієвмісний матеріал низької чистоти з одержанням розплаву кремнієвмісного матеріалу більш високої чистоти.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що плавильний пристрій з етапу (а) включає в себе барабанну піч.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вказане плавлення кремнієвмісного матеріалу низької чистоти в плавильному пристрої етапу (b) здійснюють в окислювальній атмосфері, яку забезпечують кисневим пальником.

4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що окислювальна атмосфера містить Н2О, Н2, О2, CO і СО2.

5. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що на вказаному етапі плавлення (b) встановлюють співвідношення газоподібного кисню до природного газу в паливі в діапазоні від 1:1 до 4:1.

6. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що на вказаному етапі плавлення (b) встановлюють співвідношення газоподібного кисню до природного газу в паливі в діапазоні від 1,5:1 до 2,85:1.

7. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що з кремнієвмісного матеріалу низької чистоти видаляють щонайменше один з елементів Na, K, Mg, С, Sr, Вa, Al, Zn, В і С.

8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перед вказаним етапом плавлення (b) здійснюють етап розігрівання плавильного пристрою без кремнієвмісного матеріалу низької чистоти.

9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вказаний етап (b) плавлення включає в себе плавлення кремнієвмісного матеріалу низької чистоти при температурі, яка дорівнює або перевищує температуру плавлення кремнію.

10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вказаний етап (b) плавлення включає в себе плавлення кремнієвмісного матеріалу низької чистоти при температурі в діапазоні від 1410 °С до 1700 °С.

11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вказаний етап (b) плавлення включає в себе плавлення при температурі від 1410 °С до 1500 °С з осадженням вуглецю в шлак і зниженням вмісту кисню в розплаві кремнієвмісного матеріалу більш високої чистоти.

12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вказаний етап (b) плавлення включає в себе додавання синтетичного шлаку.

13. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вказаний етап (b) плавлення включає в себе уловлювання відхідних газів, що містять оксид кремнію, які утворюються під час вказаного плавлення кремнієвмісного матеріалу низької чистоти.

14. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає етап (с) відділення розплаву кремнієвмісного матеріалу більш високої чистоти від шлаку.

15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що вказане відділення розплаву включає в себе зливання розплаву в форму, яка має ізольоване дно, ізольовані бічні стінки і відкритий верх.

16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що вказане зливання розплаву включає в себе випорожнення плавильного пристрою.

17. Спосіб за будь-яким з п. 15 або 16, який відрізняється тим, що додатково включає етапи, на яких:

(d) отверджують розплав кремнієвмісного матеріалу більш високої чистоти шляхом однонапрямленого отвердження від вказаного відкритого верху до вказаного ізольованого дна вказаної форми при електромагнітному перемішуванні розплаву,

(e) регулюють швидкість вказаного однонапрямленого отвердження,

(f) припиняють вказане однонапрямлене отвердження, коли розплав вже частково затвердів, з метою одержання злитка, в якому зовнішня оболонка містить твердий полікристалічний кремній з більш високою чистотою, ніж кремнієвмісний матеріал більш високої чистоти, і центральна частина містить рідкий кремній, збагачений домішками, і

(g) виконують отвір у вказаній зовнішній оболонці вказаного злитка, через який вказаний збагачений домішками рідкий кремній зливається, а зовнішня оболонка залишається, з одержанням твердого полікристалічного кремнію з більш високою чистотою, ніж кремнієвмісний матеріал більш високої чистоти.

18. Спосіб за будь-яким з п. 15 або 16, який відрізняється тим, що додатково включає етапи, на яких:

(d) отверджують розплав кремнієвмісного матеріалу більш високої чистоти шляхом однонапрямленого отвердження при електромагнітному перемішуванні розплаву з одержанням твердого злитка,

(e) регулюють швидкість вказаного однонапрямленого отвердження, і

(f) відділяють першу частину твердого злитка від частини, що залишилася, яка затверділа раніше вказаної частини, що залишилася, і містить менше домішок, ніж частина, що залишилася, і, таким чином, одержують твердий полікристалічний кремній з більш високою чистотою, ніж кремнієвмісний матеріал більш високої чистоти.

19. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що з кремнієвмісного матеріалу низької чистоти видаляють Аl, As, Ва, Ві, Са, Cd, Co, Cr, Fe, K, La, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, Sb, Sc, Sn, Sr, Ті, V, Zn, Zr, О, С або В або будь-яке поєднання цих елементів.

20. Застосування барабанної печі, обладнаної кисневим пальником, як засобу для плавлення і очищення кремнієвмісного матеріалу низької чистоти, з одержанням кремнієвмісного матеріалу більш високої чистоти.

21. Розплав кремнієвмісного матеріалу високої чистоти, одержаний способом за п. 1.

22. Відхідні гази, що містять оксид кремнію, одержані способом за п. 13.

23. Твердий полікристалічний кремній, одержаний способом за п. 17 або 18.