相關申請的交叉引用
本申請要求于2015年8月7日提交的目前未決的第62/202,452號美國臨時申請的優先權，其通過援引并入本文。
本主題涉及硅的生產，更具體地，涉及由二氧化硅生產硅。
背景技術：
生產金屬硅的主要方法之一基于二氧化硅在高溫下的碳熱還原。這可以通過在電弧爐中于碳的存在下通過還原二氧化硅而實現。常規方法依賴于在環境壓力下的二氧化硅至硅的直接還原，其中高溫電弧加熱反應物以形成硅。用這種方法生產的硅產品也稱為冶金等級硅(mg-si)，據信其純度最多不大于98-99％。mg-si直接用于鋁工業和鋼鐵工業(作為添加劑)或作為生產更高純度等級的硅材料(例如太陽能等級硅(sog-si)和電子等級硅(eg-si))的前體。因此，更高等級的硅是較低等級的硅(mg-si)被精制成較高純度的產物。精制過程是經由兩個主要途徑的后純化過程：化學途徑和冶金途徑。
太陽能和電子應用的進展已經導致硅成為21世紀的戰略材料。因此，以合理的成本供給高純度硅，已經成為需求。
現有的常規碳熱硅生產工藝具有缺點和限制，其包括，但不限于，硅中的高雜質含量(這阻礙了硅在諸如太陽能的諸多應用中的直接使用)和對原材料純度的高依賴性。
以下技術也是已知的。
在seward等人于1909年3月30日發表且名為“硅的生產”的第916,793號美國專利(文獻[1])中，電弧爐用于二氧化硅至硅的直接碳熱還原。雙電極(twinelectrode)直流配置用于在兩個陰極與底部陽極之間產生電弧。純焦炭和基本純的二氧化硅用于硅生產。其中沒有方法建議去除作為主要副產物的co(g)或在該工藝期間形成的冷凝物質。該公開內容僅涵蓋了窄范圍的原材料(具有級高純度(“純的”)那些)。
kuhlmann于1965年11月2日發表且名為“金屬硅生產”的第3,215,522號美國專利(文獻[2])涉及在電弧爐中生產金屬硅和含有金屬硅的合金的方法。與前述第916,793號美國專利類似，二氧化硅的碳熱還原在其中用于電弧爐中的硅生產。由一種或兩種反應物(即，二氧化硅和碳源)組成的進料穿過中空電極被供給至該爐。與第916,793號美國專利相比，該公開內容被認為是一種改進，其中可以實現更細小的進料和更少的電極消耗。中空電極用于將細小尺寸的反應物帶入爐中。盡管細小尺寸的顆粒在路線中具有大的堵塞趨勢，但是該問題在第3,215,5
聲明：
“二氧化硅生產高純度硅的方法與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：派洛珍尼西斯加拿大公司
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2025年07月09日 ~ 11日 
