ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ФОСФАТНОГО ПРОИЗВОДСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ

Авторы

Орлова Е.А., Алексеев В.В., Сорокин А.П., Жмурин В.Г., Загребаев С.А., Засорин И.И.

Организация

АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия

Орлова Е.А. – ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук, доцент. Контакты: 249033, Калужская область, Обнинск, пл. Бондаренко 1, Тел.: (484) 399-42-34, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript.
Алексеев В.В. – главный научный сотрудник, доктор технических наук.
Сорокин А.П. – заместитель директора, академик инженерной академии наук, доктор технических наук.
Жмурин В.Г. – ведущий инженер.
Загребаев С.А. – научный сотрудник.
Засорин И.И. – ведущий инженер.

Аннотация

При производстве фосфатов из фторапатита образуются отходы типа H₂SiF₆, Na₂SiF₆, и др., загрязняющие окружающую среду. Производство фосфатных удобрений развито на ОАО «Гомельский химический завод» в Белоруссии и ряде заводов в России.

По жидкометаллической технологии теплоносителей атомной энергетики, разработанной в ГНЦ РФ – ФЭИ, отходы фосфатного производства (Na₂SiF₆) перерабатываются в высокочистый кремний, осаждаемый на подложках в поликристаллической и аморфной модификациях, газообразный SiF₄, NaF,используемый в медицинских и др. целях и защитное покрытие на сталях (MgF₂).
Высокочистый кремний востребован на мировом рынке в связи с развитием электроники и солнечной энергетики, его цена растет.
Доказана возможность растворения кремния из Na₂SiF₆, находящегося в сетчатом контейнере и осаждения кристаллического кремния на подложке с аккумуляцией NaF в контейнере. Использование стальных сетчатых контейнеров позволяет интенсифицировать процесс восстановления кремния. Запатентовано устройство позволяющее установить максимум плотности потока кремния выбором ячейки контейнера.
Повышения давления в системе при взаимодействии Na₂SiF₆ с Na не наблюдали, что свидетельствует об отсутствии газообразных продуктов реакции. Наблюдали снижение давления, связанное, вероятно, со снижением температуры и эндотермичностью реакции, что доказывает экологическую чистоту процесса.
Для малого (несколько граммов) и большого (4,75 кг) количества Na₂SiF₆ зависимость скорости его восстановления от размера ячейки сетки контейнера совпадает, что позволяет прогнозировать результаты исследований на количество кремнефторида натрия, достаточное для получения 10 кг и более кремния в сутки.

Ключевые слова
отходы, кремнефторид натрия, высокочистый кремний, тетрафторид кремния, фторид магния, жидкий металл

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039.534

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2016, вып. 5, 5:19