产中常常采用在电炉中用焦炭还原SiO2来制取单质硅，即把碳电极插入焦炭（或木炭）和石英组成的炉料中，温度为1600℃～1800℃还原出硅和CO，反应如下：
SiO2+2C→(1600℃～1800℃)Si+CO
在产品中存在杂质有Fe、C、B、P等，其中以铁含量为最多，因此又称工业硅为硅铁。
用此法还原制得的硅铁，纯度约为95～99%可以直接用来氯化制备卤化物，但是为了提高生产纯度需要进一步提纯用酸浸法。
当硅凝固时，多数杂质（Fe、Al、C、B、P、Cu等）离析在晶粒的周围，这些杂质呈硅化物或硅酸盐状态，一般都可以用酸溶（除少数杂质如SiC、Fe2O3不溶外）而硅则不溶于酸中。
酸浸法所用的酸有HCl、HNO3、FH、王水以及不同组合的混合酸，在酸中加入三价铁（氧化剂）将加速杂质的溶液解，升高温度和采用小粒硅粉，对提纯更是有利。（有时会发爆鸣声，这是由于SiH4存在的原因）用此法可将硅的纯度提2～4个“9”。
我厂使用的工业硅（硅铁）是抚顺301厂二级块状硅，其纯度为98.4%,Fe0.6%,Al0.5%,Ca0.5%。将硅铁破碎球磨至60～120目的硅粉是灰色固体，以待合成时使用。 二、氯气
分子量为71，呈黄绿色气体，常温时在将近6 个大气压下变为液体，液体比重1.57g/l，标准状态下，1升氯气重3.21克，氯气具有刺激性，窒息性，在使用氯气时必须采取有效防护措施。
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氯气是由电解食盐水溶液而制得的 2NaCl+2H2O→2NaOH+2H++2Cl-
纯度可达95%以上。
氯气在-34.5 ℃也可变成液体，含量为99.5%，氯气是一种化学性质很活泼的元素，它能跟氢气、金属、非金属直接化合，也能跟许多化合物发生反应（除碳、氧外）。
2Na+Cl2→(黄色火焰)2NaCl 2Sb+3Cl2→(放出火花)2SbCl3 Cl2+Cu→(棕黄色)CuCl2
三、三氯氢硅物理化学性质
常温下，纯净的SiHCl3,是无色、透明、挥发性、可燃的液体，有较SiCl4更强的刺鼻气味，其化学特性如下： 1、 易水解、潮解，在空气中强烈发烟。
SiHCl3+1/2O2+H2O→SiO2+3HCl↑ 2、 易挥发、气化、沸点较低。 3、 易制备、易还原。
4、 易着火、易爆炸、发火点为28℃，着火温度为220℃，燃 烧时产生氯化氢和氯气:
SiHCl3+O2→SiO2+HCl↑+Cl2↑
5、 对金属极稳定，甚至对金属钠也不起反应。
6、 其蒸汽具有弱毒性，与无水醋酸及二氮乙烯毒性程度相同。
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在研究原料特性时，应尽量利用为生产所用，对其有害之特性也应予以充分重视，搞好安全生产。三氯氢硅还原制备超纯硅的方法，在生产中之所以被广泛的应用和迅速发展，就是由于三氯氢硅的特性在生产中大放光彩，如它容易制得，解决了原料问题，容易还原成元素，沉积速度快，解决了产量中的问题；它的沸点低，化学结构的弱极性，使得容易提纯，产品质量高；利用它对金属的稳定特性，在确定精馏塔，贮料槽，还原炉等设备材料时，就可采用不锈钢作为材质，如此等等。而另一方面，由于三氯氢硅有较大爆炸危险，因此在具体操作时应认真细心，思想上也应充分重视，做到安全生产。
在操作过程中，根据三氯氢硅的性质，应保持设备的干燥性和管道的密封性，如果发现微量漏气者而不知是什么地方时，可用浸有氨水的棉球接近待查处，视有浓厚烟雾，就可以断定漏气的地方。反应如下：2HCl+2NH4OH→2NH4Cl（白色烟雾）+2H2O
物理性质见下表
性能名称 分子量 密度（液体）g/㎝3 沸点℃ 密度（蒸汽）g/㎝3 第 38 页 共 73 页
SiCl4 169.2 1.49 SiHCl3 135.4 1.318 SiH4 32.092 0.68 57.6 0.0063 31.5 0.0055 -111.8 / 熔点℃ 标准生成热千卡/克分子 蒸发热千卡/克分子 标准生成自由能千卡/克分子 发火点℃ -70 -1540 -128 -105.7 -185 -148 0.96 6.36 92.2 -136.9 -96.58 -9.4 / 28 空气中自燃爆炸 化合物中硅的含量百分比% 物理状态常温 16.6 20.9 87.5 无色透明液体 无色透明液体 爆发性无色气体
§2-2氯化氢合成
一、氯化氢的性质及合成原理
氯化氯（HCl）分子量36。5，是无色具有刺激性臭味的气体，易溶于水而成盐酸，在标准状态下1体积的水溶解约500体积的HCl，比重1.19（液体），在有水存在的情况下，氯化氢具有强烈的腐蚀性。
合成炉内，氯气与氢气反应按下式进行
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H2+Cl2→2HCl+43.83卡
氢气火焰温度在1000℃以上。
生成的氯化氢含有少量的水份，需要分离除去，由于水份与氯化氢之间不是一种简单混和物的形式存在，而是一种化合亲合状态，若用硅胶作吸附剂来进行分离则效果不佳，实践表明，采用冷冻脱水干燥的方法来除去氯化氢中水份效果较好。
合成反应必须在高温或光线的作用下进行，当氯分子吸收能量后，其中少数氯分子成为活化原子
Cl2+能量(hr)→2Cl Cl+H2→HCl+H+ H++Cl2→HCl-Cl-
如此反应反复进行多次——连串的反应，这种反应称链所反应，这种反应速度特别快，有时会引起爆炸事故，因此在生产过程中必须严格控制一定的操作条件。 二、氯化氢合成炉的结构
氯化氢合成炉：Φ1000×3000㎜锥形炉厚6㎜，由炉体、炉顶和灯盘组成。由于炉顶受火焰和气流的直接冲击，寿命较短，故以法兰盘与炉体相接，当炉顶损坏时，可将备件及时换上，不致造成长期停产。为了保证安全生产，炉顶一侧与炉体中心在线斜450度处装有一防爆孔Φ168㎜采用中压石棉橡胶板厚6㎜作防爆膜，当炉内压力越过允许值时，可以破裂，另一侧为水平产品气流出口管道Φ78㎜的不锈钢管，炉体下锥部设有视镜，以便在点
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多晶硅生产工艺学
