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금속급(金屬級) 실리콘에서 슬래그 처리(處理)에 의한 붕소(硼素)의 제거(除去)

Removal of Boron from Metallurgical Grade Silicon by Slag Treatment

  • 투고 : 2011.03.16
  • 심사 : 2011.06.08
  • 발행 : 2011.06.26

초록

금속급 실리콘(MG-Si)을 태양전지용 실리콘(SOG-Si)으로 정제하기 위한 경제적인 프로세스를 구축하기 위하여 1823 K에서 CaO-$SiO_2$ 계 슬래그에 의한 붕소의 제거에 대하여 조사하였다. 본 연구에서 CaO-$SiO_2$$CaCO_3-SiO_2$ 슬래그의 염기도(%CaO/$%SiO_2$) 증가에 따라 B의 제거율은 각각 63%와 73%까지 증가하였다. 그러나 Ar 가스에 의한 슬래그와 실리콘의 교반 시간의 영향은 나타나지 않았다. 그리고 CaO-$SiO_2$ 계 슬래그에 $Na_2CO_3$를 첨가하였으나 그 영향은 크지 않았다. $CaCO_3-SiO_2$ 슬래그(염기도=1.2)에 의해 3회 처리한 결과 B의 농도는 1.03 ppm까지 감소하였다.

In order to develop economical production process from metallurgical grade silicon(MG-Si) to solar grade(SOG-Si), removal of boron by slag treatment was investigated at 1823 K using CaO-$SiO_2$ based slags. In the present study boron removal ratio in CaO-$SiO_2$ stags and $CaCO_3-SiO_2$ slags were increased to 63% and 73% respectively with slag basicity (%CaO/$%SiO_2$). However, bubbling time with Ar gas of slag and metal was not affected on removal ratio of boron. The addition of $Na_2CO_3$ to CaO-$SiO_2$ slags did not improve the removal ratio of boron from molten silicon. Boron contend was decreased from 20.6 ppm to 1.03 ppm by three times treatment using $CaCO_3-SiO_2$ slag (basicity=1.2).

키워드

참고문헌

  1. 김희영, 2008 : 태양전지용 실리콘 소재의 기술개발 동향, 전기전자재료, 21(11), pp. 3-11.
  2. Y. Sakaguchi, M. Fukai, F. Aratani, M. Ishizaki, T. Kawahara and M. Yoshiyagawa, 1991 : Production of High Purity Silicon by Carbothermic Reduction of Silica Using AC-arc Furnace with Heated Shaft, Tetsu-to-Hagane, 77(10), pp. 1656-1663. https://doi.org/10.2355/tetsutohagane1955.77.10_1656
  3. M. Tanahashi, Y. Shinpo, T. Fujisawa and C. Yamaguchi, 2002 : Distribution Behavior of Boron between $SiO_2$- saturated $NaO_{0.5}-CaO-SiO_2 $ Flux and Molten Silicon, Shigen-to-Sozai, 118(7), pp. 497-505. https://doi.org/10.2473/shigentosozai.118.497
  4. T. Shimpo, T. Yoshikawa and K. Morita, 2004 : Thermodynamic Study of the Effect of Calcium on Removal of Phosphorus from Silicon by Acid Leaching Treatment, Metall Trans. B, 35B(2), pp. 277-284.
  5. T. Yoshikawa and K. Morita, 2005 : Removal of B from Si by Solidification Refining with Si-Al melts, Metall Trans. B, 36B(6), pp. 731-736.
  6. 사공성대, 이재찬, 이동진, 손호상, 2009: MG-Si를 이용한 SOG-Si 정제기술에 관한 연구, 한국자원리싸이클링학회 2009년도 제33회 학술발표대회자료집, pp. 92-95.
  7. 이만승, 김동호, 2011 : 金屬級 실리콘에서 酸洗滌에 의한 不純物의 除去, 자원리싸이클링, 20(1), pp. 61-68.
  8. B.J. Keene and K.C. Mills, 1995 : 8 Densities of molten slags, SLAG ATLAS, 2nd Ed, Verein Deutscher Eisenhuttenleute(VDEh), p. 322, Velag Stahleisen GmbH, D-Dusseldorf, Germany.
  9. L. A. V. Teixeira, Y. Tokuda, T. Toko and K. Morita, 2009 : Behavior and State of Boron in CaO-$SiO_2 $ Slags during Refining of Solar Grade Silicon, ISIJ Inter., 49(6), pp. 777- 782. https://doi.org/10.2355/isijinternational.49.777
  10. K.C. Mills, 1995 : 9 Viscosities of molten slags, SLAG ATLAS, 2nd Ed, Verein Deutscher Eisenhuttenleute(VDEh), p. 359, 361, Velag Stahleisen GmbH, D-Dusseldorf, Germany.
  11. L. A. V. Teixeira and K. Morita, 2009 : Removal of boron from molten silicon using CaO-$SiO_2 $ based slags, ISIJ Inter., 49(6), pp. 783-787 https://doi.org/10.2355/isijinternational.49.783

피인용 문헌

  1. 칼슘 첨가(添加)-용융(溶融) 금속급(金屬級) 실리콘의 왕수(王水) 침출(浸出)에 의한 철(鐵)과 인(憐)의 제거(除去) vol.20, pp.5, 2011, https://doi.org/10.7844/kirr.2011.20.5.034
  2. 일방향 응고에 의한 금속급 실리콘 중 Fe 제거 vol.30, pp.4, 2011, https://doi.org/10.7844/kirr.2021.30.4.20