METHOD AND APPARATUS FOR CARBOTHERMAL PRODUCTION OF HIGH-PURITY SILICON

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: method includes thermal reduction of quartzites to elementary silicon through a reducing gas mixture using plasma, wherein the process is carried out in a single step in counterflow of quartzites and the reducing agent, the reducing agent being a mixture of hydrocarbons and steam, the amount of which is not more than j the amount required for a conversion reaction, and the total amount of carbon contained in the hydrocarbons is at least 1.5 times more than the stoichiometrically required amount for full reduction of quartzites. The apparatus comprises an electric arc furnace 1, a plasmatron 3, a quartzite supply system 2, means of feeding the reducing agent 6; the plasmatron 3 with means of feeding the reducing agent 6 is located under a shaft 5 in the lower part of the furnace 1; the quartzite supply system 2 is placed in the upper part of the shaft 5, wherein the lower part of the furnace 1 is separated from the shaft space by a limiter 9, which controls the descent of quartzites from the shaft 5 into said lower part.EFFECT: obtaining high-purity polycrystalline silicon using an environmentally safe method with high percentage output of silicon and low cost thereof.2 cl, 1 dwg, 1 ex Изобретение относится к области получения кристаллического кремния. Способ включает термическое восстановление кварцитов до элементарного кремния с помощью восстановительной газовой смеси с использованием плазмы, при этом процесс ведут одностадийно во встречных потоках кварцитов и восстановителя, в качестве восстановителя используется смесь углеводородов и водяных паров, количество которых не более ¼ необходимого для протекания реакции конверсии, а суммарное количество углерода, содержащегося в углеводородах, не менее чем в 1,5 раза превышает стехиометрически необходимое количество для реализации процесса полного восстановления кварцитов. Устройство содержит электродуговую печь 1, плазмотрон 3, систему подачи кварцитов 2, средства подачи восстановителя 6, плазмотрон 3 со средствами подачи восстановителя 6 расположен под шахтой 5 в нижней части печи 1, система подачи кварцитов 2 размещена в верхней части шахты 5, при этом нижняя часть печи 1 отделена от шахтного пространства ограничителем 9, регулирующим сход кварцитов из шахты 5 в упомянутую нижнюю часть. Изобретение обеспечивает получение высокочистого поликристаллического кремния экологически безопасным способом с высоким процентом выхода кремния и низкой его себестоимостью. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1