Физико-химическое моделирование карботермического получения кремния высокой чистоты THE PHYSICAL-AND-CHEMICAL MODEL UNDER INVESTIGATIONS OF CARBONTHERMAL SMELTING OF HIGH PURITY SILICON Текст научной статьи по специальности «Металлургия»

Научная статья на тему 'Физико-химическое моделирование карботермического получения кремния высокой чистоты' по специальности 'Металлургия' Читать статью
Pdf скачать pdf Quote цитировать Review рецензии ВАК
Авторы
Коды
  • ГРНТИ: 53 — Металлургия
  • ВАК РФ: 05.16.00
  • УДK: 669
  • Указанные автором: УДК: 669.782; 541.1.

Статистика по статье
  • 143
    читатели
  • 62
    скачивания
  • 0
    в избранном
  • 0
    соц.сети

Аннотация
научной статьи
по металлургии, автор научной работы — Немчинова Н. В., Клёц В. Э., БЫЧИНСКИЙ В.А.-, Бельский С. С.

Проблема дефицита базового материала высокочистого кремния для получения фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии (ФЭП) заставляет ученых и производственников искать пути снижения себестоимости единицы традиционного материала, либо пути получения такого кремния иными методами, в частности, прямым карботермическим способом в электродуговых печах. Методы термодинамического (ТД) моделирования позволяют оптимизировать процесс плавки кремния с целью снижения поступления примесей в конечный продукт.

Abstract 2007 year, VAK speciality — 05.16.00, author — Nemchinova N. V., Klyots V. E., BYCHINSKIY V.A.-, Belskiy S. S.

The problem of base element (high purity silicon) deficit for photoelectric converters (PEC) production demands to search the ways of decreasing the cost of traditional material unit by scientists and producers. The another method of high purity silicon for PEC is the carbonthermal smelting in arc furnace. The thermodynamics model methods allow to optimize the silicon smelting process with aim of reception decreasing of impurities to final product. Работа поступила в редакцию 28.12.2006 г.

Научная статья по специальности "Металлургия" из научного журнала "Современные проблемы науки и образования", Немчинова Н. В., Клёц В. Э., БЫЧИНСКИЙ В.А.-, Бельский С. С.

 
close Похожие темы научных работ
Читайте также
Читайте также
Читайте также
Читайте также
Рецензии [0]

Похожие темы
научных работ
по металлургии , автор научной работы — Немчинова Н. В., Клёц В. Э., БЫЧИНСКИЙ В.А.-, Бельский С. С.

Текст
научной работы
на тему "Физико-химическое моделирование карботермического получения кремния высокой чистоты". Научная статья по специальности "Металлургия"

УДК 669.782; 541.1.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАРБОТЕРМИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНИЯ ВЫСОКОЙ
ЧИСТОТЫ
Немчинова Н.В., Клёц В.Э., Бычинский В.А.*, Бельский С.С.
Иркутский государственный технический университет,
* Институт геохимии СО РАН, Иркутск
Подробная информация об авторах размещена на сайте «Учёные России» - http://www.famous-scientists.ru
Проблема дефицита базового материала - высокочистого кремния - для получения фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии (ФЭП) заставляет ученых и производственников искать пути снижения себестоимости единицы традиционного материала, либо пути получения такого кремния иными методами, в частности, прямым карботермиче-ским способом в электродуговых печах. Методы термодинамического (ТД) моделирования позволяют оптимизировать процесс плавки кремния с целью снижения поступления примесей в конечный продукт.
Полное количество солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли, составляет 3 1024Дж/год, что существенно превышает содержащиеся в недрах запасы природного топлива (4,3 1 022Дж/год) [1]. Прогнозируется, что доля альтернативной энергетики (солнечной, ветряной, приливной, газовой и т.п.) в мировом энергопотреблении будет ежегодно возрастать, к 2030 г. она достигнет 7%, к 2050 г. - 50% (в некоторых странах - 60%).
В настоящее время для изготовления ФЭП используют различные виды сырья: поли- и монокристаллический кремний, ленточный кремний, пленки аморфного кремния. Однако объемы данных материалов на сегодняшний день не могут покрыть растущие потребности для нужд солнечной энергетики [2]. Среди путей решения данной проблемы является изучение возможности получения кремния для ФЭП прямым карботермическим способом - плавкой кремнеземсодержащего сырья в руднотермических печах (РТП) - с последующим выращиванием кристаллов моно- или мультиккремния [3].
Химический состав высокочистого рафинированного кремния зависит в первую очередь от загружаемых непосредственно в РТП шихтовых материалов: руды и восстановителя (реагирующих по основной общей реакции: БЮ2+2С = Si + 2СО
[4]). Также оказывает влияние и ведение процесса плавки (угольные электроды, технологический инструмент и т.п.).
Имеющийся комплекс знаний о протекающих процессах и условиях их использования позволяет успешно разрабатывать и совершенствовать металлургические технологии. Процесс плавки в РТП протекает при достаточно высоких температурах и характеризуется сложными физико-химическими превращениями составляющих шихты с получением промежуточных соединений [4]. Стандартные приемы управления и оптимизации печей для выплавки кремния базируются на визуальных методах, расчетах материального и теплового балансов плавки и электрических параметров; при этом невозможно иметь полную информацию о процессе. Поэтому для оценки протекающих процессов и поведения примесей в течение плавки и используются методы математического и физико-химического моделирования.
ТД исследованиями руднотермической плавки кремния занимались ученые тех стран, где имеются заводы по выплавке кремния (Норвегия, Франция, Россия). Первые модели основывались на введении в процесс основных реагирующих компонентов: Б1, С и О [5].
Французский исследователь Х. Жа-ганье [6] предложил упрощенную модель,
игнорирующую присутствие незначительного количества других элементов (типа Са, А1). Печь была разделена на 2 зоны: внешнюю и внутреннюю. Автор принимал для своей модели следующие параметры: температура в подэлектродной области -20000с, температура отходящих газов -6000с, соотношение Н2О/С (твердый) -80%, коэффициент использования поступившего в процесс углерода - 75%. Извлечение кремния при данных условиях составило 84,5%. Далее автор изменял значения вводимых параметров, достигая 100%-ого извлечения при повышенной температуре в подэлектродной области (на практике увеличение температуры выше оптимальной для протекания промежуточных реакций невозможно из-за значительного возрастания потребляемой энергии).
В дальнейшем были изучены диаграммы состояния компонентов шихты и влияние различных параметров на процесс (температура, давление в системе), вводили в модели некоторые примеси и изучали их влияние на другие компоненты расплава [7]. Так, несколькими авторами были рассчитаны коэффициенты активности различных элементов в расплаве кремния: А1, В, С, Са, Рв, Mg, Р. Много проведено исследований диаграмм состояния, изучающих растворимость азота, кислорода и углерода в расплаве кремния.
К. Янаба с соавторами [8] определял влияние элементов (при исследовании тройных диаграмм) на насыщение углеродом расплава кремния, когда расплав находится в равновесии с Б1С. Было установлено, что металлические примеси (ТУ, Сг, V, Рв, Со, N1, Мп, Си) снижают растворимость углерода в расплаве, а А1, Са, В и Р -увеличивают. Численные коэффициенты при тройных взаимодействиях (для расчета коэффициента активности углерода) были рассчитаны при 1550 0С.
Также ТД моделирование касалось вопросов изучения образования соединений в расплаве кремния. Кремний образует в основном двойные силициды с большинством примесей. Эти данные необходимы для изучения процессов дальнейшего рафинирования кремния. Так, изучалось поведение фосфора в расплаве, и было установлено (по диаграмме эллигхема-
ричардсона), что соединение Б1Р менее стабильно, чем большинство других фосфидов (СазРг, МРг) [7].
Много внимания уделяется вопросам моделирования карботермического процесса отечественными исследователями. Одна из первых отдельных попыток ТД моделирования процессов восстановления кремния углеродом представлена, например, в работе [9]. Однако впервые в научно-последовательном ключе исследовательскую работу по разработке ТД моделей карботермического восстановления и А1 из оксидов с ипользованием программного комплекса «Селектор» организовал на кафедре металлургии цветных металлов Иркутского государственного технического университета профессор О.М. Катков.
Были изучены теоретические вопросы химизма карботермического восстановления оксида кремния, была построена математическая модель процесса восстановления кремния применительно к промышленной электропечи, стало возможно более детально изучить процессы, протекающие в горне печи, и объяснить механизм потерь кремния при плавке [10].
В дальнейшем исследования О.М. Каткова и в целом идеи физикохимического моделирования металлургических процессов были развиты в работах других сотрудников кафедры ИрГТУ. Так, были разработаны методики построения диаграмм фазовых равновесий в координатах «состав-температура» тройных систем «Мв-О-С», детально описывающих протекающие в них физико-химические превращения [11]. Работа [12] посвящена разработке алгоритмов, обеспечивающих моделирование металлургических процессов с одновременным использованием средств химической термодинамики и кинетики. Автор [13] рассчитал и применил поправ -ки на термодинамические свойства сырьевых компонентов шихты при оптимизации технологии выплавки кремния. Работа [14] содержит разработанную динамическую модель и решение вопросов оптимизации подготовки шихты для выплавки кремния с применением композиционных добавок на основе жидкого стекла. При создании экологически безотходной технологии в
производстве технического кремния использован метод термодинамического моделирования для обоснования рециклинга пылевых отходов [15]. В работе [16] содержатся методика и результаты расчета термодинамических свойств целого ряда интерметаллидов - компонентов расплава алюминиево-кремниевых сплавов, что дало возможность приступить на методически разработанной основе к моделированию физико-химических систем металлов и сплавов любого состава и сложности. Автор работы [17] использовал методы моделирования при изучении процесса ковшевого рафинирования технического кремния.
Наши исследования направлены на создание модели, наиболее приближенной к реальным производственным условиям с введением в процесс большинства примесных элементов [18]. В реальных условиях плавки состав продуктов взаимодействия постоянно меняется. Поэтому можно выделить несколько зон с различным составом, которые сообщаются между собой и внешней средой динамическими потоками вещества. Чтобы воссоздать эти зоны и динамику обмена вещества между зонами нами была предложена специальная 4-хрезервуарная модель карботермического процесса [19].
На первом этапе рассматривалась система «Б—О-С», не учитывающая образование шлака. В методе последовательных реакторов система разбивается на серию отдельных подсистем - реакторов. В нашей модели исходные твердые компоненты рудной части шихты вступают в реакцию с твердым и газообразным восстановителем во 2-ом резервуаре (шахте печи), при этом начинают образовываться реакционные газы, поступающие в 1-ый резервуар (колошниковое пространство), вместе с частицами пыли. Во 2-ом резервуаре наряду с расплавленными материалами остаются твердые частицы - Б1С, С, Б1Ог. Данный равновесный расплав и твердые фазы перемещаются последовательно в 3-ий резервуар (шахту печи, но с более высокой температурой), где происходит довосстановление кремнийсодержащих материалов до элементного кремния. При этом образуется небольшое количество
шлака, а вновь образованные газы также переходят в 1-ый резервуар. 4-ый резервуар - тигель («болото» кремния, т.е. рассматривается момент до выпуска кремния через леточное отверстие в печи), где непосредственно и скапливается получаемый кремний. Таким образом, подвижные фазы, переходя через серию резервуаров, изменяют состав вещества в них. Метод последовательных резервуаров - это современный способ организации равновеснодинамических моделей.
Дальнейший этап наших исследований заключался во введении в модель большинства примесных элементов и проверке возможных форм существования примесей во всех резервуарах, имитирующих процесс плавки. Нами была проведена работа по введению в модель примесей: А1,
В, Са, С1, Р, И, К, М^ Ре, N Ыа, Р, Б, П
Подобран состав комплексного восстановителя с учетом реальных заводских расходных коэффициентов и результатов химического анализа. В качестве рудной части шихты сырья в модели был использован Черемшанский кварцит. Принят следующий расход комплексного восстановителя на 100 кг кварцита, %: древесного угля -21; нефтекокса - 13; древесной щепы - 40; каменного угля - 26.
В табл.1-3 приведены компонентные составы созданной модели.
В ходе решения введенного задания в модель при давлении 1000 ГПа были получены следующие результаты:
- 1-ый резервуар ^=400°С): в начальный период процесса в газовой фазе преобладают Ы2 (72,82%) и О2 (22,77%). По истечении определенного периода времени состав газа изменяется, и основными компонентами газовой фазы становятся СО2 (40,29%) и И2О (10,18%).
- 2-ой резервуар 0=1530°С): в начальный период процесса резервуар состоит из 31,22% газа, кристаллов Б1С (16,81%), БОг (0,00001%), СаБ (0,14%) и 51,83% расплава. В газовой фазе преобладает СО (93,75%); расплав представлен в основном кварцем (72,94%). В ходе процесса количество газа увеличивается до 94,88%, а доля БС возрастает до 56%, количество расплава становится равным 25,41%.
Таблица 1. Состав газовой фазы
Независимые компоненты Зависимые компоненты
А1 (AlCl3)2, (AlF3)2, Al, Al2, Al2O, Al2O2, Al2S3, AlC, AlCl, AlCl2, AlCl3, AlCl2F, AlClF, AlClF2, AlF, AlF2, AlF3, AlO, AlO2, AlS, Al2Cl6, Al2F6, Al2O3, Al2S, Al2S2, AlC2, AlF2O, AlOCl, AlOCl2, AlS2
В B, B2, BO, BO2, B2O, B2O2, B2O3, BH, BH2, BH3, B2H6, B5H9, B10H14, BOH, BH2O2, B2(OH)4, B3O3H3, BN, BH3NH3, B3N3H6
С C2N2, C3O2, C4N2,CN, C2F6, C2N2, C3, C4, C5, C2O4, C, C2, CO, CO2, C2F4, CP, CS, CS2, C2Cl, C2Cl2, C2Cl3 C2F, C2F2, C2F2Cl2, C2F3, C2F3Cl, C2FCl, CCl, CCl2, CF, CF2, CF3OF, CFCl2, COCl, COF, COF2, COFCl, COS
Са CaCl, CaCl2, CaF, CaF2, CaO, Ca, Ca2, CaS
С1 Cl, Cl2O, ClF, ClO, ClO2, ClO3F, ClOF, Cl2
Р F, FSSF, F2O, FO, FO2, F2
Н HBO, HBO2, HBOH, H2BOH, HB(OH)2, H3BO3, H3B3O6, H2, H, H2O, HN3, h4n2, hno, hno2, hno3
К (KCl)2, (KF)2, K, K2, K2SO4, KCl, KF, KO, K2CO3 K2Cl2, K2F2, K2O, K2O2, KNa
Мв (MgCl2)2, (MgF2)2, Mg, Mg2, MgCl, MgCl2, MgClF, MgF, MgF2, MgO, MgS
Ре (FeCl2)2, (FeCl3)2, Fe, Fe(CO)5, FeCl, FeCl2, FeCl3, FeF, FeF2, FeF3, FeO, FeS
N N, N2, N3, NO, NO2, NO3, N2O, N2O3, N2O4, N2O5, NH, NH2, N2H2,NH2OH, nh2no2
Ыа (NaCl)2, (NAF)2, Na, Na2, Na2SO4, NaAlF4, NaCl, NaF, NaO, Na2Cl2, Na2F2, Na2O2
О O3, O, OAlCl, OAlF, OAlF2, OF, OF2, OSiF2, OTiCl, OTiF, OTiF2, O3S, O2
Р P, P2, PF, PF2, PF3, PO, PO2, PS, PSF, PSF3, P2O3, P2O4, P3, PCl, PCl2, PCl3, PF2Cl, PF2Cl3, PFCl, PFCl2, POCl2F, POCl3, POF2Cl, POF3, PSCl3
S S, S2, SF, sf2, sf3, SO, so2, so3, ssf2, SSO, S2Cl, S3, S2Cl2, S2F2, S2O, SCl, SCl2, SO2Cl2, SO2OF, SO2F2, SOF2
Si SiH, SiH2, SiH3, SiH4, Si2H6, SiN, Si2N, Si, Si2, Si2C, Sis, SiC, SiC2, SiCl, SiCl2, SiCl3, SiClF3, SiF, SiF2, SiO, SiO2, SiFCl, SiOF2, SiS, SiS2
Ti Ti, TiCl, TiCl2, TiCl3, TiF, TiF2, TiF3, TiO, ТЮ2, TiOCl2, Ti2Cl6, TiOCl, TiOF, TiOF2, TiS
Таблица 2. Состав расплава
Независимые компоненты Зависимые компоненты
А1 Al, Al2O3, AlCl3, AlF3, Al2(SO4)3, Al2S3, AlOCl, AlP, AlPO4, Al4O4C, AleO9(SiO2)2, Al2TiO5
В B, B2O3, B10H14, B3O3H3, BN, B2(OH)4
Са Ca, CaAl2, CaAl4, CaCl2, CaMg(CO3)2, CaTiSiO5, CaF2, CaSi, Ca(OCl)Cl, Ca3Al2Si3O12, CaSiO3, Ca12O12(Al2O3^, Ca2Fe2O5, Ca2P2O7, Ca3O3(Al2O3), CaMgSi2O6, CaS, Ca2Al2SiO7, Ca3O3Ti2O4, Ca3P2, Ca4O4Ti3O6, CaFe2O4, CaMgO2, CaO(Al2O3), CaO(Al2O3)2, CaO2, CaAl2SiO6, CaSO3, Ca3Fe2Si3O12, CaAl2Si2O8, CaCO3, CaTiO3, CaO
С C (graphite)
Ре Fe, Fe2Ti Fe3C FeCl2, FeCl3, FeF2, FeO, FeS, FeSi, FeTi, Fe2(SO4)3, Fe2SiO4, Fe2TiO4, FeO(Al2O3), FeOCl, FeSO4, FeTiO3, Fe3Al2Si3O12, Fe2Al4Si5O18, Fe2SiO4, FeSiO3, a-FeCO3, p-FeCO3
Н HBO2, H3BO3
К K, KF, KAl(SO4)2, KAlO2
Мв Mg, Mg2Si, Mg2SiO4, Mg2TiO4, MgAl2O4, MgCl2, MgF2, MgO, MgSiO3, MgTi2O5, MgTiO3, Mg3(PO4)2, Mg3P2, MgCO3, MgFe2O4, MgS, MgSO4, Mg2Al4Si5O18, MgSiA^O6, Mg2SiO4, Mg3Al2Si3O12
Ыа Na, Na2CO3, Na2O, Na2SO4, Na2Si2O5, Na2SiO3, Na3AlF6, Na5Al3F14, NaF, Na2O(Fe2O3), Na2S, Na2SO3, Na2Ti2O5, Na2Ti3O7, Na2TiO3, NaS, NaS2, NaAlSi3O8(high albite), NaAlSi3O8(low albite), NaFeSi2O6, NaAlSiO4
Р Р, Р 285, Р4О10, Р 483, Р 485, Р486, Р487
8 8
81 81, 8102, 81Р, 818, 8182
Т1 Т1, Т1203, Т1305, Т1407, Т1С, Т1С14, Т10, Т102, Т18, Т182
Таблица 3. Твердые компоненты
Независимые компоненты Зависимые компоненты
А1 А1, А1С13, А1Р3, а-А1203, 5-А1203, у-А1203, ^-А1203, А13Ре, А13М§2, A128105(anda1us1te), А128105(куапИе), А128105^111шоп11е), А13Т1812, А14Ре812, А15Ре, А15Ре81, А16Ре, А16812013, А1881Ре2, А1Ре81, А14С3, А1С10
В в, ВР, В203, В303Р3> В10Н14, В2(0Н)4, В283, В303Н3, В4С, ВЫ
Са а-Са, Р-Са, СаС12, СаР2, Са0, Са2А14813, Са281, СаС2, Са3А16812, Са3814, СаА12, СаА1281, СаА12812, СаА14, Са81, СаМ§2, Са812
Ре РеС12, РеС13, РеР3, Ре0 947 0, а-Ре, 5-Ре, у-Ре, Ре0, Ре8, Рe82(шarcas1te), Ре82(ругИе), Ре203, Ре2Т1, а-Ре3С, Ре3С(соЬепИе), Ре304, Ре381, Ре5813, Ре81, Ре812, РеТ1
К КС104, КР, К, К02, К20, К28, КА1С14, К3А1С16, К3А1Р6, К3А12С19
Ме М§А1204, М§С12, М§Р2, М§, М§0, М§8103, М§Т103, М§Т1205, м§2с3, М^28104, М82Т104, М&81, М^А^, М^2
Ыа ЫаА1С14, а-Ыа3А1Р6, р-Ыа3А1Р6, ЫаА102, Ыа5А13Р14, Ыа2С03, ЫаС104, ЫаР, Ыа, Ыа02, Ыа20, Ыа202, Ыа28103, Ыа2804-1, 5-Ыа2804, Ыа2804-11, Ыа2804-111, Ыа2804-1У, Ыа281205, Ыа3А1С16
Р P(red, IV), P(red,V), Р^ЬНе), Р(Ь1аск)
8 8(шопос11п1с), 8(огШогЬошЬ1с)
81 а-81С, Р-81С, 8102(Ь1§Ь crystaЬo11te), 8102(quartz), 81(cr1sta111ne), Si02(1ow crystaЬo11te)
Т1 Т1С, Т1С13, Т1С14, а-Т1, Р-Т1, Т1Р3, Т1Р4, а-Т10, Т13813, Т15813, Р-Т10, Т102(апаО, T102(rut11e), Т17А158112, Т1А1, Т1203, а-Т1305, р-Т1305, Т1А13, Т1Ре, Т1Ре2, Т181, Т1812, Т1407
- 3-ий резервуар (1=2200°С) состоит
из 69,85% газа, 29,46% кристаллического БС и 0,06% расплава. Газовая фаза состоит из 89,14% СО, 2,18% С* 3,94% С5, 2,4% Н2. 2,34% - остальные составляющие газовой фазы (А12С2, Б1Б, БС2, Ы§, Рв, СР, СБ, А1, N2). В расплаве преобладают РвБ1, Рв3С и ТС. Со временем состав изменяется и имеет следующий вид: 55,85% газа,
21,65% кристаллов Б!С, 22,5% расплава. В расплаве начинает преобладать Б! в количестве 47,73%.
- 4-ый резервуар ^=2 0 000С) в начальный период времени имеет следующий состав: 100% - расплав, состоящий из следующих компонентов: Рв3С - 60,29%, РвБ1 - 28,35%, Рв - 1,42%, Б! - 0,15%, ПС -9,57%, остальные 0,22% составляют СаА12, А1, СаО, ПС, ПО, ТЮ2, Р. С течением времени состав расплава изменяется, идет накопление элементного кремния:
0,22% А1, 2,05% СаБ1 93,22% РвБ1 93,22%
Б/ Фрагмент решения модели плавки кремния в РТП для 4-го резервуара представлен на рис. 1.
В результате расчета извлечение кремния составило 72,9%, что достаточно хорошо согласуется с реальными показателями технологического процесса плавки в РТП.
В работе предложенной модели прослеживается положительная тенденция к накоплению расплава кремния; это доказывает то, что модель действительно отображает реальный процесс карботермиче-ского восстановления кремния (рис. 2).
Работа выполнена при поддержке проекта №РНП 2.1.2.2382 в рамках аналитической ведомственной целевой программы Министерства образования и науки РФ «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008годы)».
Reservoir 4 Time 30
Temperature, C 2000.00 G , cal -237974816
Pressure, bar 1.00 H, cal 178718944
Volume, cmA3 139247 .766 S, cal/K 188093 .547
Mass, kg 217.315 U, cal 178715616
Density, g/cmA3 1.560634 Cp, cal 53724.82
Phase parameters:
name phase volume, сшЛ3 mole quantity mass, g density ,g/ci^3
weight %
C1Si1(cr) 0.95817 8 .76996e-02 3 .5164 3 .66995e+00 0.00162
melt 139246.80973 7.41302e+03 217311.2344 1 .56062e+00 99 .99838
Independent components:
chemical disparity dual chemical
composition balance mass solution potential
C 1 .6477241 8.6247e-09 -5 .59864 -25290
Si 7 .3234e+03 2.4888e -08 -6.31587 -28530
Al 127.0059477 4.4153e -08 -13 .77311 -62216
Ca 106.0125287 5 .6843e -09 -18 .95137 -85607
Fe 52.9834151 1.8057e-08 -20 .46518 -92445
K 0.0000140 4 .6305e -09 -31 .87081 -143966
Mg 1 .2119233 9.6144e -09 -18 .34410 -82864
Na 0.0000482 9.5919e -09 -29 .16690 -131752
P 1 .4698003 2 .8363e -09 -16 .69922 -75433
S 0.0015011 7.5578e -09 -23 .93824 -108133
Ti 1 .7402473 2.1280e -08 -20.22401 -91356
O 51.2614600 7.1408e -08 -29 .15431 -131695
Рис. 1. Фрагмент решения модели плавки кремния в РТП
7 000 6 500 6 000
^ 5 500
м
щ
Ш 5 000 со +
5? 4 500
& 4 000
со
$} 3 500
к 3 000 in
А 2 500
W
£ 2 000 <П
1 500 1 000
50000 2 4 6 6 10 12 14 16 16 20 22 24 26 28 30
Time
Рис. 2. Динамика процесса восстановления кремния в модели
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Отчет АО «Редметсервис». 1995.
45 с.
2. Немчинова Н.В., Клёц В.Э., Непомнящих А.И. // Фундаментальные исследования. 2006. №12. С. 13.
3. Клёц В.Э., Немчинова Н.В., Черняховский Л.В. // Цветные металлы. 2001. №1. С.84.
4. Попов С. И. // Иркутск. 2004. 237
с.
5. A. Schei, Tidsskr. Kjemi. Bergv. // Metallurgy. V.27. 1967. P.152.
6. X. de la Juganniere // Materials of conf. «Silicon for Chemical Industry VI», Trondheim (Norway), 17-21 June 2002. P.23.
7. D.C. Lynch // Materials of conf. «Silicon for Chemical Industry VI», Trondheim (Norway), 17-21 June 2002. P.73.
8. K. Yanaba, Y. Matsumura, T. Na-rushima and Y. Iguch.// Mat. Trans., JIM. 1998. 39. №8. P. 819.
9. Миндин В.Ю., Мазмишвили С.М. // ЖПХ. 1983. ^LVI. № 5. С. 1204.
10. Технология выплавки технического кремния / Под общ. ред. О.М. Каткова.// Иркутск: Изд-во БИОФССиТ, 1999. 244 с.
11. Апончук А.В., Катков О.М. // Из-
вестия вузов. Цветная металлургия. 1987. № 4. С. 48.
12. Катков О.М., Архипов С.В. // Известия вузов. Цветная металлургия. 1991. №3. С. 118.
13. Черных А.Е. // Автореферат дисс. на соиск. уч. степени доктора техн. наук. Иркутск, ИрГТУ. 1994. 40 с.
14. Шадис В.С. // Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Иркутск, ИрГТУ. 1997. 127 с.
15. Евсеев Н.В. // Автореферат дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Иркутск, ИПИ. 1991.
16. Тупицын А. А. // Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. Иркутск, ИрГТУ. 1995. 172 с.
17. Елисеев И. А. // Автореф. диссертации на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Иркутск, институт геохимии СО РАН. 2005. 21 с.
18. Чудненко К.В., Бычинский В.А., Немчинова Н.В., Тупицын А.А., Бельский
С.С. // Материалы междунар. совещания «Плаксинские чтения», Красноярск, 02-08 октября 2006 г. С. 255.
19. Немчинова Н.В., Головных Н.В., Тупицын А.А., Бычинский В.А. // Вестник ИрГТУ. 2006. № 4(28). т.1. С.8.
THE PHYSICAL-AND-CHEMICAL MODEL UNDER INVESTIGATIONS OF CARBONTHERMAL SMELTING OF HIGH PURITY SILICON Nemchinova N.V., Klyots V.E., Bychinsky V.A.*, Belsky S.S.
Irkutsk State Technical University *Institute of Geochemistry, SB RAS, Irkutsk
The problem of base element (high purity silicon) deficit for photoelectric converters (PEC) production demands to search the ways of decreasing the cost of traditional material unit by scientists and producers. The another method of high purity silicon for PEC is the car-bonthermal smelting in arc furnace. The thermodynamics model methods allow to optimize the silicon smelting process with aim of reception decreasing of impurities to final product.
Работа поступила в редакцию 28.12.2006 г.

читать описание
Star side в избранное
скачать
цитировать
наверх