李爱民 郭树虎 袁振军 刘见华 赵 雄 赵 宇 常 欣 万 烨

(1.中国恩菲工程技术有限公司， 北京 100038；2.洛阳中硅高科技有限公司， 河南 洛阳 471023)

0 前言

多晶硅具有良好的光学、电学性能，用途广泛，是当今电子信息行业和半导体行业中最主要和最基础的功能性材料[1-3]。按照纯度的不同，多晶硅可以分为冶金级硅、太阳能级硅和电子级硅三个等级。多晶硅的生产技术工艺较多，物理法主要为冶金法，化学法主要包括硅烷法、改良西门子法、流化床法、氯硅烷还原法等[4-5]，但在目前工业应用中，改良西门子法应用最广泛。

西门子法经过多年的发展，共经历了三次变革，成为当今全闭路循环的改良西门子技术。改良西门子法是目前多晶硅生产最为普遍、成熟、投资风险最小的工艺。其工艺流程如图1所示。

图1 改良西门子法工艺流程

1)采用H2和Cl2为原料，首先完成HCl原料的合成。

2)以HCl和工业硅为原料，在流化床反应器中完成SiHCl3的合成。

3)以SiHCl3为原料，在精馏塔中不断脱轻脱重，完成SiHCl3的提纯。

4)在还原炉中实现SiHCl3的还原，SiCl4重新与冶金级硅、氢气反应，进行氢化分离生产SiHCl3，完成回收利用。

在改良西门子法生产多晶硅的过程中，每制备1 t多晶硅会产生近20 t的副产品四氯化硅。常温下，四氯化硅为液态，有一定的毒性和刺激性，且储运成本较高；同时，四氯化硅的市场容量有限，这些原因造成了四氯化硅处理困难的局面。随着多晶硅产业化规模的扩大，四氯化硅副产物的处理问题日益显现。

如何妥善处理副产物四氯化硅，减少环境污染，成为了多晶硅生产企业提高产能以及实现光伏产业可持续发展迫切需要解决的难题。……