Алюмотермічний спосіб одержання кремнію високого ступеня чистоти

Алюмотермічний спосіб одержання кремнію високого ступеня чистоти з діоксиду кремнію SiO2, який включає розміщення в реакторі тигля з легкоплавким металом, нагрів тигля в вакуумі та потоці аргону з одержанням розплаву, введення у розплав алюмінію та діоксиду кремнію, відновлення SiO2 алюмінієм в розплаві легкоплавкого металу до елементарного кремнію, кристалізацію кремнію, відділення одержаних кристалів кремнію від розп C2 2 (19) 1 3 1. Діоксид кремнію (SіO2) використовується не в вигляді суцільного кварцового каменя (кварциту), а у вигляді подрібненого порошку або піску. 2. Реакція відновлення проходить при температурі 1100-1200°С, де розчинність АІ2О3 у шлаку складає 25% по вазі. 3. Кварцовий пісок вводиться в реактор, який містить змішувач і розплав алюмінію. Проходження реакції 3SiО2+4ΑΙ=3Si+2АІ2О3 здійснюється при змішуванні суміші кварцового піску з алюмінієм. 4. У процесі проходження реакції при змішуванні виділяються кристалики АІ2О3 і атоми кремнію, які переходять і залишаються в розплаві алюмінію. 5. Кристалики АІ2О3, які не прореагували з SiО2, алюміній і частини атомів кремнію утворюють шлак, основою якого є АІ2О3. 6. Шлак відбирається з реактору і ділиться на АІ2О3 і суміш, збіднену по АІ2О3, яка містить SiО2, що не прореагував, алюміній та кремній, і яка направляється в реактор. АІ2О3 направляється в электролизер для отримання алюмінію і повернення його в реактор. 7. Алюміній з розчиненим у ньому кремнієм з реактору направляється в рекристалізатор, де при повільному зніжені температури в розплаві утворюються лусочки кремнію. 8. При температурі декілька вищій за температуру твердіння евтектики сплаву Al-Si лусочки видобуваються з розплаву, а розплав алюмінію зі залишками розчиненого кремнію направляються знову в реактор. 9. Видобуті пластинки відділяються від прилиплого до них залишкового алюмінію шляхом відмивання й вилуговуванням розчином соляної кислоти. 10. Спосіб дає можливість отримувати безперервний процес металотермічного отримання кремнію шляхом безперервного додавання в реактор SіO2 та алюмінію. 11. Спосіб дає можливість отримувати кремній достатньо високого ступеню очищення при використанні достатньо чистих вихідних компонентів SіO2 і алюмінію. В таблиці наведені концентрації домішок у кремнію, який утримується з кварцитів шляхом алюмінотермічного відновлення. З таблиці 1 випливає, що в процесі отримання кремнію проходить його очищення від домішок. До збіжних ознак аналогу і винаходу, який пропонується, варто віднести наступні: 1. реакція відновлення 3SiО2+4ΑΙ=3Si+2АІ2О3 проходить при змішуванні і температурі 11001200°С; 2. спосіб дозволяє здійснювати безперервний процес метало термічного отримання кремнію шляхом безперервного додавання в реактор SіO2 та алюмінію; 3. остільки процеси відновлення SіO2, розчинення кремнію в алюмінії і кристалізації його у вигляді лусочок відбувається з розчинів у розплаві легкоплавкого металу (алюмінію), то відбувається очищення отримуваного кристалізованого кремнію від різних домішок, які мають коефіцієнт розподілу