在光学、光纤及半导体行业中，合成石英的品质直接决定终端产品性能，而四氯化硅作为合成石英的核心原料，其纯度要求日益严苛。以往传统提纯技术多止步于6N纯度，难以满足高端领域需求。

近期，国家知识产权局公布了一项由江东翔骏材料有限公司、中天科技精密材料有限公司及江苏中天科技股份有限公司联合研发的“四氯化硅提纯系统及四氯化硅提纯方法”专利。

专利信息显示，该技术为合成石英所需高纯度四氯化硅生产提供了全新解决方案，成功将四氯化硅纯度提升至 9N 级别，有望推动光学、光纤及半导体行业原材料品质升级。

传统提纯为何难以突破？

合成石英对原料杂质极为敏感，磷、硼及金属杂质会直接影响其光学均匀性与透过率。当前四氯化硅原料多来自多晶硅副产物，含有三氯氢硅、磷、硼、金属杂质等成分，传统提纯存在两大关键问题：

• 1. 纯度瓶颈：现有精馏技术多依赖多塔串联，缺乏实时监测与动态调节，最终产品纯度普遍仅为 6N，无法满足高端合成石英需求；

• 2.效率不足：吸附环节未形成 “工作 - 备用” 切换机制，介质更换时需停机，影响生产连续性，且难以精准控制杂质去除效果。

革新四氯化硅提纯工艺，高纯石英材料迈向9N时代

针对合成石英原料的特殊需求，该专利研发的提纯系统采用“靶向提纯”设计，通过“脱轻-吸附-精提-实时监测”四步工艺，精准去除影响合成石英性能的杂质，确保原料纯度达标。系统主要包含以下核心部分：

四氯化硅提纯系统的结构示意图（主要元件符号说明：四氯化硅提纯系统10；脱轻塔11；脱轻塔顶采出口111；脱轻塔釜采出口112；吸附塔12；提纯塔13；提纯塔顶采出口131；提纯塔釜采出口132；加热盘14；气相色谱仪15；第一气相色谱装置151；第二气相色谱装置152；粗硅进料管16；吸附进料管道17；吸附出料管道18）、

• 1.  脱轻塔：初步分离轻组分

原料从中部进入脱轻塔，在设定温度（塔顶86–90°C，塔釜115–117°C）和压力（0.2–0.5 MPa）下进行第一次精馏。塔顶采出三氯氢硅等轻组分，塔釜则得到富含四氯化硅的中间物料。

• 2. 吸附塔：深度去除金属与磷硼杂质

脱轻塔输出的物料进入装有活性硅胶或分子筛的吸附塔，有效吸附残留的金属离子及磷、硼化合物。系统设置双塔并联模式，一用一备，保障连续生产不中断。

• 3. 提纯塔：最终精制，产出9N产品

吸附后的物料进入提纯塔进行二次精馏。通过精确控制塔顶温度85–87°C、塔釜温度110–113°C、系统压力0.3–0.5 MPa，并在塔顶设置采出口，获得高纯度四氯化硅产品。

实时监测控品质：系统配备气相色谱仪，分别与脱轻塔塔釜、提纯塔塔顶连通，实时分析原料纯度。若检测到纯度未达标准，可立即调节塔内温度、压力、回流比等参数，确保每一批次原料品质稳定，从源头规避合成石英因原料杂质导致的性能缺陷。

该技术产出的9N级别高纯度四氯化硅，将直接推动合成石英产业向更高品质发展。一方面，高纯度原料可减少合成石英中的杂质含量，显著降低产品在0.2~1.1μm波段的吸收损耗，提升光学透过率与均匀性，满足光纤通信、半导体光刻等高端领域的应用需求；另一方面，相比传统6N级别原料，9N级别原料可简化合成石英后续加工工艺，降低生产成本，提升国内合成石英产品的国际竞争力。