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【连载】 重温“改良格氏法”

【连载】 重温“改良格氏法” 广州吉必盛
2016-09-27
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导读:------------------------------------------------------


1、 前言


在前段时间我国多晶硅企业大发展时期,副产四氯化硅泛滥成灾,有的工厂随意倾倒,不仅浪费氯和硅的资源,不符合绿色经济的原则,而且严重污染环境和影响人民健康。所以一时间如何处理多余的四氯化硅成为多晶硅行业的瓶颈。

多晶硅企业一直致力于改进工艺、尽量提高三氯硅烷转化成为多晶硅的单程转化率,但是还是免不了有四氯化硅生成。据说,现在很多企业都是将四氯化硅反复进行氢化,将其转化成三氯硅烷。由于氢化的单程转化率也不高,所以反复氢化和分离要耗费大量电能,增加多晶硅的生产成本。所以如何将四氯化硅有效利用,要进行技术经济比较使经济效益最大化,这是业界值得考虑的问题。


2、 四氯化硅的一些用途


除了上述反复氢化成三氯硅烷外,尚有以下用途。

(1)直接作为制多晶硅的原料 日本有3家公司协作,用锌粉将四氯化硅还原成多晶硅(6N),生成的氯化锌进行电解,所得的锌循环使用。上海也有一家开发的单位。

(2)烧制气相白炭黑 气相白炭黑的用途比较广,是能比较大量消纳四氯化硅的一条途径,但是要求多晶硅厂家都配一套生产气相白炭黑的装置。由于气相白炭黑烧制工艺对产品白炭黑的物理性能影响很大,如比表面积等。如果烧制白炭黑的规模不大时,不同批次的产品性能会有很大差别;而且配套装置的建设也需要一定的投资。

(3)制有机硅 人们知道英国学者F.S.Kipping曾用四氯化硅合成过有机硅化合物。有机硅或称聚有机硅氧烷,一般是以 Si—O为主链,硅原子上连有有机基团。

主要产品有硅油、硅橡胶和硅树脂等。在国内消费量最大的是硅橡胶。硅橡胶又有热硫化(HTV)和室温硫化(RTV)之分。它们的主要原料是二甲基二氯硅烷,经过水解、缩聚而成。

在外国专利中曾有将四氯化硅作为原料,配以氯甲烷,用直接合成的工艺,希望能得到甲基氯硅烷中最有用的二甲基二氯硅烷组分。然而专利中的数据表明,此途径能生成甲基氯硅烷,但是大量的是甲基三氯硅烷。因为甲基三氯硅烷不如二甲基二氯硅烷那么有用,如果能够将四氯化硅主要转化为二甲基二氯硅烷,那就有巨大的现实意义;如果生成的是大量的甲基三氯硅烷,那么其命运多半是像现在有的有机硅工厂那样将其烧成气相白炭黑,就没有什么意义了。

(4)制正硅酸乙酯 已有单位将四氯化硅用乙醇酯化成高质量正硅酸乙酯Si(OC2H5)4。

正硅酸乙酯是一种有用的原料单体,例如正硅酸乙酯水解物用作精密铸造中的型砂黏结剂,可精密铸造出涡轮机叶片等。

(5)用正硅酸乙酯制有机硅 用正硅酸乙酯制有机硅产品也有多年历史。前苏联就是以正硅酸乙酯为原料生产出以ОКБ为牌号的一系列、不同黏度的乙基硅油、扩散泵用乙基硅油,以及苯基硅树脂等。他们用的是经过改进的格氏法——“改良格氏法”。

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