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Verfahren und Vorrichtung zum Mahlen staubarmer Si-Körnungen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000019206D
Publication Date: 2003-Sep-04
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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Mahlen staubarmer Si-Körnungen

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Verfahren und Vorrichtung zum Mahlen staubarmer Si-Körnungen

Si-Körnungen, welche in Wirbelschichtanlagen durch Umsetzung mit Methylchlorid zur Herstellung von Silanen eingesetzt werden, müssen ein enges Kornspektrum aufweisen. Zu grobe Körner setzen sich im Wirbelschichtofen auf der Bodenplatte ab, zu feines Material wird aus dem Reaktionsraum schneller ausgetragen als es mit dem Methylchlorid reagieren kann. Der aus dem Wirbelschichtofen ausgetragene, nicht umgesetzte feinkörnige Si-Staub muß mittels Zyklonen und/oder Filtern von den gasförmigen Silanen abgeschieden werden, bevor die Silane kondensiert werden können. Ein hoher Staubanteil in den bei der Silansynthese eingesetzten Si-Körnungen vermindert somit die Produktausbeute. Aber auch die prozentuelle Ausbeute an Zielprodukt wird durch den Feinststaub in der Körnung verringert.

Der Feinststaub, der aus den Wirbelschichtanlagen ohne zu reagieren ausgetragen wird, hat eine sehr feine Körnung. Si-Körnungen, welche sich im Wirbelschichtofen absetzen, sind größer 500 µm.

Das Ziel beim Mahlen von Si-Körnungen für die Silansynthese besteht somit darin, Körnungen herzustellen, welche möglichst wenig Grobanteile und möglichst wenig Feinststaub enthalten.

Als Mahlaggregate zur Herstellung von Si-Körnungen werden Kugelmühlen, Schwingmühlen, Walzenschüsselmühlen und Walzenstühle verwendet.

Bei Verwendung aller Arten von Mühlen fällt Feinststaub in unterschiedlichen Mengen an. Außerdem müssen die Mühlen wegen der Explosionsgefahr eines Siliciumstaub-Luft Gemisches unter Inertgas betrieben werden. Diese Arbeitsweise ist aufwendig und teuer, da große Mengen an Stickstoff zur Inertisierung der Mahlanlagen erforderlich sind. Außerdem müssen in den Mahlanlagen Schleusen zur Abschottung des inertisierten Teiles der Mahlanlagen eingebaut werden. Das macht die Arbeitsweise beim Mahlen umständlich, zumal bei jeder Betriebsunterbrechung - beispielsweise bei einem Siebwechsel infolge eines durchgescheuerten Siebes - vor Beginn des Mahlvorganges zuerst die Anlage mit Stickstoff so lange gespült werden muß, bis die Inertisierung erreicht worden ist. Das bedeutet einen Verlust an Produktionszeit und bewirkt eine Verminderung der stündlichen Mahlleistung.

Auch das Absieben des Si-Staubes unter Inertisierung ist nur mit einer geringen Stundenleistung möglich. Die Siebleistung bestimmt jedoch die Leistung der gesamten Mahlanlage, da in den gewünschten Produktspezifikationen der max. zulässige Feinststaubgehalt festgelegt ist. Die Mahlanlage kann somit nur mit der max. Leistung betrieben werden, bei der die Einhaltung der Spezifikation gewährleistet werden kann.

Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren zum Mahlen von Silicium zur Verfügung zu stellen, welches keine Inertisierung benötigt.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die gesamte Mahlanlage beim Mahlen des Siliciums so intensiv belüftet wird, daß eine Konzentrat...