JPS616114A - Process and apparatus for preparing metallic silicon - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain metallic silicon of high purity contg. no entangled impurity by reducing an appropriate proportion of SiO2 to SiC by blowing powdery SiO2 and hydrocarbon into plasma jet and decomposing the mixture by heating and melting at high temp. CONSTITUTION:Powdery SiO2 8 and hydrocarbon 9 are blown into plasma jet through a feeder 7 in a shaft furnace 1 and >=40% of the weight of the blown SiO2 is reduced to SiO. Obtd. mixture is taken out after cooling in a crucible 3 and SiC is separated from the mixture by a cyclone 7 from the exhaust gas. If necessary, the weight ratio of Si/C is adjusted. The mixture is then blown into plasma jet from a torch 11 of the melting reaction apparatus 2 to cause reaction between the Si and SiO2 in the molten state. Generated metallic Si is taken out after cooling it in the crucible 5. By this process, metallic silicon having high purity is obtd. without particular purification.

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の目的） 産業上の利用分野 本発明は金属珪素（以下、単にＳｌという。）の製造方
法ならびにその装置に係り、訂しくは、固体炭材を用い
ずに非酸化性でかつ非窒化牲ガスのプラズマジェット中
にＳｉＯ２粉末とともに炭化水素を吹込んで金属Ｓ１を
高純度でかつ高収率のもとて製造ηる方法ならびにその
装置に係る。[Detailed Description of the Invention] <Object of the Invention> Industrial Field of Application The present invention relates to a method and apparatus for producing metallic silicon (hereinafter simply referred to as Sl), and more particularly, to a method for producing metallic silicon (hereinafter simply referred to as Sl) and an apparatus therefor. The present invention relates to a method and an apparatus for producing metal S1 with high purity and high yield by injecting hydrocarbon together with SiO2 powder into a plasma jet of non-oxidizing and non-nitriding gas.

従　　来　　の　　技　　術 従来、金属珪素（以上、単に金属Ｓｉという。）の製造
は一般的には電気炉によって固体炭素によるＳｉｎ、　
（珪石）の還元を行なわせしめることにより行なわれて
いた。このような方法では炭材として通常石炭あるいは
コークスが使用されるため、これら炭材中に含まれる不
純物、例えば、鉄、チタン、アルミニウムなどが、Ｓｌ
と同時に還元されて金属Ｓｌ中に入るため、得られる金
属Ｓ：の純度は９０〜９５％と低く、半導体はどの高純
度を必要としない太陽電池等の用途に使用づるときでさ
えも、この金属Ｓ１は更に複雑な精製工程による精製が
必要である。この精製工程の効率自体も原料の金属Ｓ１
のｇ度に依存しているのが現状で、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａ４な
どの含まない高ｔｋ度金ＷＡｓｉの製造法やその装置の
開発が望まれている。Conventional technology Conventionally, metal silicon (hereinafter simply referred to as metal Si) was generally manufactured using solid carbon in an electric furnace.
This was done by causing the reduction of (silica). Coal or coke is usually used as the carbon material in this method, so impurities contained in these carbon materials, such as iron, titanium, aluminum, etc.
At the same time, it is reduced and enters the metal Sl, so the purity of the resulting metal S is as low as 90-95%. Even when semiconductors are used for applications such as solar cells that do not require high purity, this Metal S1 requires purification through a more complicated purification process. The efficiency of this refining process itself is due to the raw metal S1.
At present, it is dependent on the g-degree of gold, and it is desired to develop a method and an apparatus for producing high-tk gold WAsi that does not contain Fe, Ti, A4, etc.

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的には、炭材
として石炭コークス等を用いることによる不純物の混入
等の問題点を解決する口とを目的とする。Problems to be Solved by the Invention The present invention aims to solve the above-mentioned drawbacks, and specifically aims to solve problems such as the contamination of impurities due to the use of coal coke etc. as a carbon material. .

〈発明の構成〉 問題点を解決するための 手段ならびにその作用 すなわち、本発明は、金属Ｓ１の製造時に不純物の原因
となる固体炭材を用いずに、精製の容易な炭化水素を還
元剤としてＳｉＯ２を）！元し、金属Ｓ１を製造する方
法ならびにぞの装置を提供するものである。<Structure of the Invention> Means for solving the problems and their effects, that is, the present invention uses an easily purified hydrocarbon as a reducing agent without using a solid carbonaceous material that causes impurities during the production of metal S1. SiO2)! The present invention provides a method and apparatus for producing metal S1.

そこで、本発明方法について更に詳しく説明すると５次
の通りである。Therefore, the method of the present invention will be explained in more detail as follows.

まず、本発明方法は２つの工程よりなり、第一工程では
８２　、ｘｒ＋Ｈ７あるいはＡｒブラズマジエッ（・気
流中に５ｉ０２粉末と炭化水素を吹込み、この炭化水素
によって５Ｉ０２を還元し、吹込んだＳｉｎ、粉末の４
０％以上をＳｉＣにする。その後の第二工程では、この
第一工程で生成したＳ１０゜とＳｉＣの混合物を別の高
温溶解炉に投入して高温で溶解反応させることにより金
属Ｓｉを得る。First, the method of the present invention consists of two steps. In the first step, 82, powder 4
0% or more should be SiC. In the subsequent second step, the mixture of S10° and SiC produced in the first step is put into another high-temperature melting furnace and melted and reacted at high temperature to obtain metal Si.

すなわち、炭化水素で３１０２を還元する場合、例えば
、メタンガスを使用すると熱力学的には反応の開始温度
は１３００℃以下と比較的低温である。しかし、この温
度では炭化水素は分解を起口す。このため、工業的に通
常の方法でこの反応を起こさせようとしても、炭化水素
の分解のみが進行し、良好な結果は得られない。ごの点
について、上記の如く、本発明方法により２０００℃以
上の如く、超高温にあるプラズマジェット中で炭化水素
による３ｉ０２の還元反応を起こさせると反応速度が大
きいため、容易に添加したＳｉＯ２の４０％以上をＳｉ
Ｃまで還元することができる。この反応生成物は主とし
てＳｉＯ２とＳｉＣの混合物となるが、この混合物を第
二工程で約１９００℃以上に胃温、反応させることで、 ２ＳｉＣ＋５ｉ０２→３Ｓｉ＋２Ｃ０２・・・・・・（
１）の反応が進み溶融した金属Ｓｉを得ることができる
。なお、第一１−程でのＳｉＣの生成率を４０％以上に
するのは、でれ以下であると生産性が悪化するからであ
る。That is, when reducing 3102 with a hydrocarbon, for example, when methane gas is used, the starting temperature of the reaction is thermodynamically as low as 1300° C. or lower, which is relatively low. However, at this temperature hydrocarbons begin to decompose. Therefore, even if an attempt is made to cause this reaction by an industrially common method, only the decomposition of the hydrocarbons will proceed, and good results will not be obtained. Regarding this point, as mentioned above, when the reduction reaction of 3i02 with hydrocarbons is caused in a plasma jet at an ultra-high temperature of 2000°C or higher using the method of the present invention, the reaction rate is high, so it is easy to reduce the amount of SiO2 added. More than 40% Si
It can be reduced to C. This reaction product is mainly a mixture of SiO2 and SiC, and by reacting this mixture at a stomach temperature of about 1900°C or higher in the second step, 2SiC+5i02→3Si+2C02...
The reaction 1) progresses and molten metal Si can be obtained. The reason why the SiC production rate in the first step is set to 40% or more is because productivity deteriorates if it is less than 40%.

この第二工程では、第一工程での反応生成物たる混合物
のＳｉ／Ｃ比が適正範囲、例えば、３．３〜４．２、な
かでも、３．５近くあるとぎに最ち効率が良く金ＷＸｓ
ｉを回収すること／ｆできるごとから、第一工程で得ら
れる反応生成物のＳｉ／Ｃ比がこれよりずれるときは勿
論第一工程と第二工程の間で固体のＳｉＣあるいはＳｉ
Ｏ２粉末を；浜加して第二工程に入る装入物のＳｉ／Ｃ
比が３．５近くになるように、あるいは、固体５ｉＣ一
部名しくは全部の代りに固体炭素を添加して調整を行な
う口ともできる。この固体炭素の添加の場合には、第二
工程で（１）式で示した反応と同時に、ＳｉＯ２＋　２
Ｃ−＋Ｓｉ＋　２ＣＯ・・・・・（２）なる反応が進行
するので、これらの反応の化学量論計算より、前述のＳ
ｉ／Ｃが３．５になるのと同等の効果をつるには、固体
炭素添加後の混合物のＳｉ／Ｃが（３）式 になるように固体炭素を添加する必要がある。In this second step, the efficiency is highest when the Si/C ratio of the reaction product mixture in the first step is in an appropriate range, for example, 3.3 to 4.2, especially close to 3.5. Gold WXs
Since it is possible to recover i/f, if the Si/C ratio of the reaction product obtained in the first step deviates from this, it goes without saying that solid SiC or Si
O2 powder is added to the Si/C charge that enters the second process.
Adjustment can also be made so that the ratio is close to 3.5, or by adding solid carbon in place of some or all of the solid 5iC. In the case of this addition of solid carbon, SiO2+ 2
Since the following reaction progresses: C-+Si+ 2CO...(2), from the stoichiometric calculation of these reactions, the above-mentioned S
In order to obtain an effect equivalent to i/C being 3.5, it is necessary to add solid carbon so that Si/C of the mixture after solid carbon is added satisfies formula (3).

ここで、Ｙは第一工程で生成した混合物のＳｉＯ２／ｓ
ｉｃノａｆｆｉ比ｒアル。Here, Y is SiO2/s of the mixture produced in the first step
ic no affi ratio.

また、本発明方法はいかなる装置でも実施できるが、第
１図ならびに第２図に示す装置によって実施できる。Furthermore, although the method of the present invention can be carried out using any apparatus, it can be carried out by the apparatus shown in FIGS. 1 and 2.

まず、第１図は本発明方法を実施する装置の一例の配置
図であって、この装置においてはシャフト炉状の炉１（
以下、単にシャツｉ・炉１という。）でプラズマジェッ
ト中に３１０２粉末と共に炭化水素を吹込んでこのＳｉ
Ｏ２粉末の一部を還元してＳｉＯ２の）昆合物を生成し
、その後、この混合物は溶融反応装置２内に入れられて
、そこで溶融反応により金属Ｓｉを生成し、金属Ｓｉ４
は回収装置を成す水冷るつは５で冷却されて取出される
。First, FIG. 1 is a layout diagram of an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention. In this apparatus, a shaft furnace 1 (
Hereinafter, it will simply be referred to as shirt i/furnace 1. ), this Si was injected into a plasma jet together with 3102 powder.
A part of the O2 powder is reduced to produce a mixture of SiO2, and then this mixture is placed into the melting reactor 2, where it is melted to produce metallic Si and metallized Si4.
The water-cooled melt forming the recovery device is cooled and taken out at step 5.

づなわち、シャフト炉１の頂部（Ｓはプラズマトーチ６
とともにフィーダ７が設（」られ、プラズマトーチ６が
ら１．Ｌｌｌ７、Ａｒｃしく　＋Ｊ、（１１，＋　Ａｒ
＋のプラズマジＩットが炉内に向（プて噴出され、この
ジェット中にノイーダ７を経て、　ＳｉＯ２粉末８なら
びに炭化水素９が吹込まれて上記の如く混合物が生成り
る。また、シャフト炉状 は水冷るつば３を設置ｊ、このるつ（よ３て混合物（Ｊ
冷却されてから取出される。In other words, the top of the shaft furnace 1 (S is the plasma torch 6
At the same time, a feeder 7 is installed, and from the plasma torch 6 1.Lll7, Arc +J, (11, + Ar
+ plasma jet is ejected into the furnace, and SiO2 powder 8 and hydrocarbon 9 are blown into this jet through a noida 7 to form a mixture as described above. In this case, a water-cooled spit 3 is installed, and the mixture (J
Cool and then remove.

この混合物【ＪＥナイクロン１０でυＦカスから分離さ
れ、ぞこて、必要の場合ｔまＳ　ｉ　／　Ｃ千Ｍ比を調
整し、溶融反応装置２に装入される。溶融反応装置２の
頂部にはプラズマトーチ１１が設【ノられ、このトーチ
１１がらのプラズマジェット中に向って混合物等の原料
が吹込口１２から吹込まれると、ＳｉＣと３１０２とが
溶融反応し、金ｆｉｓｉ４が水ン６るつは５で冷却され
て取出される。This mixture is separated from the υF scum using a JE Nylon 10, the Si/C 1,000M ratio is adjusted as necessary, and the mixture is charged into the melting reactor 2. A plasma torch 11 is installed at the top of the melting reaction device 2, and when a raw material such as a mixture is blown into the plasma jet from the torch 11 from the inlet 12, SiC and 3102 undergo a melting reaction. , the gold is cooled in water and removed.

また、第２図は第１図（こ示す装置と相ｊＲシて連続し
て第一工程から第二工程まで実施できるもので、この装
置はシャフト炉１の頂部にはプラスマド−チロを設（プ
ると共に、ＳｉＯ７粉末がら吹込装置１３と炭化水素の
吹込装置１４を設ける。更に、プラズマトーチ６の下段
にはシャーノド炉１の外周を包囲さけて高置′ｉ１コイ
ル１５を設（）、シャフト炉状 のように構成覆ると、プラズマ１〜−ヂ６からのプラズ
マジェット中にＳｉＯ２ｙＪ未８と共に炭化水素９を吹
込むと、Ｓｉｎ、粉末の一部が還元されてＳｉＣが生成
し、シＡ・ノ１〜炉途中の８周波コイル１５により高周
波プラズマが発生し−Ｃいるため、ＳｉＣとＳｉＯ．と
の混合物は下降づる間に溶融反１・Ｌ・して金属Ｓｉ４
を生成し、金属Ｓｉ４は水冷るつほがら成る回収装置１
Ｇに収容されて冷五〇されてから取出される。また、こ
のように連続実施装置として構成すると、熱効率が改善
Ｃさ、消費Ｔネルギーが低減できる。また、プラスマド
−プロと高周波コイル１５との間で更にＳｉｎ、あるい
は炭化水素が添加できるよう構成すれば、混合物の成分
調整が容易に実施できる。In addition, Fig. 2 can be used in conjunction with the apparatus shown in Fig. 1 to perform the first to second steps continuously. At the same time, an SiO7 powder blowing device 13 and a hydrocarbon blowing device 14 are installed.Furthermore, an elevated 'i1 coil 15 is installed at the lower stage of the plasma torch 6 to avoid surrounding the outer periphery of the Shah nod furnace 1. When configured like a furnace, when hydrocarbon 9 is injected together with SiO2yJ into the plasma jet from plasmas 1 to 6, part of the Si and powder is reduced to form SiC, and SiA - Since high-frequency plasma is generated by the 8-frequency coil 15 in the middle of the furnace, the mixture of SiC and SiO. melts while descending and becomes metal Si4.
The metal Si4 is recovered by a recovery device 1 consisting of a water-cooled melting shell.
It is stored in G and cooled for 50 minutes before being taken out. In addition, when configured as a continuous implementation device in this way, thermal efficiency can be improved and energy consumption can be reduced. Further, if the configuration is such that Sin or hydrocarbon can be further added between the plasma-producer and the high-frequency coil 15, the composition of the mixture can be easily adjusted.

なお、上記の通り、本発明は市販ならびに現在製造され
る５ｉＯ２ｙＪ未全てに適用できるが、本発明はなるべ
く高純度、例えば、９８％以トのものを原料とＪるとき
には、イの効果は一諾発揮でき、とくに、９９％台、更
には、９９．９９’１％やそれ以上の高純度のＳｉＯ２
粉末にし適用できる。As mentioned above, the present invention can be applied to all commercially available and currently manufactured 5iO2yJ, but when the raw material is one with as high a purity as possible, for example, 98% or higher, In particular, high-purity SiO2 of 99% level, and even 99.99'1% or higher.
Can be applied in powder form.

また、ト記のところは第一工程にＪ：り生成される混合
物【よＳｉＣと未反応Ｓｉｎ、とがら成つ℃いる。しか
し、第一工程では己れら組成物のｔまか、わずかに金属
ＳＩが生成したり、Ｃが残存覆ることもあり、従って、
混合物は主としてＳｉＣと未反応Ｓｉｎ、とがら成って
いるが、このほかに、金属Ｓ１やＣ等が含まれるもので
ある。In addition, in the first step, there is a mixture formed of SiC and unreacted Sin. However, in the first step, a small amount of metal SI may be generated or C may remain in the composition.
The mixture mainly consists of SiC, unreacted Sin, and slag, but also contains metals S1, C, and the like.

第一工程で生成づる５１ｃｔこ（」、イの結晶構造より
β−３ｉＣとα−３ｉＣに大別されるが、本発明の方法
では、生成するＳｉＣがこの何れの構造てあっても差支
えない。The 51ct produced in the first step is roughly divided into β-3iC and α-3iC based on its crystal structure, but in the method of the present invention, the SiC produced can have either of these structures. .

実　　施　　例 実施例１゜ まず、第１図に示す装置を用い、ぞのシャフト炉１の１
・−ヂ６がらＡｒまたはＨ２あるいはこの混合ガスをプ
ラズマジェットとして吹出し、このジェットに向けてＣ
１１４と共に５ｉ０２１９）末を吹込み、そのＳｉＯ２
の４０％以上をＳｉＣになるように反応させた。この反
応生成物はシャフト炉下部で冷却後サイクロンで捕集し
、これを溶融反応装置内に装入し、Ｙ口で、先に生成し
たＳｉＣと未反応のＳｉＯ２とを反応させて溶融金属Ｓ
１を水冷るつぼに受けて回収した。Example Example 1 First, using the apparatus shown in FIG.
・-6 Ar, H2, or a mixture thereof is blown out as a plasma jet, and C is directed toward this jet.
5i0219) was injected with 114, and the SiO2
40% or more of the SiC was reacted to form SiC. This reaction product is collected by a cyclone after being cooled in the lower part of the shaft furnace, and charged into the melting reactor, where the previously generated SiC and unreacted SiO2 are reacted at the Y port, and the molten metal S
1 was collected in a water-cooled crucible.

この際の第一ならびに第二の各１程の操業条１１は第−
表に示す通りであり、とくに通常市販される高純度Ａｒ
ガス、高純度Ｈ２ガスおよび９９、９９９％以上に精製
したＣ］１４カスとＳｉＯ２粉末を用いて９９．９９９
％以上という８純度の８１を１与る第　　１　　表 実施例２゜ 第２図に示づ装置を用いて、下部の高周波コイルに入力
することによって一部のＳｉＯ２の還元に供せられたガ
スを再度プラズマ化して、混合物の溶融反応を連続的に
行なって下部に設置した水冷るつぼ１６に生成した金属
Ｓ１を冷却して回収した。この際の条件は第２表に示Ｊ
通りであって、この場合も第１表におけると同じの原料
を用いて高純度の金属Ｓ１を得ることができた。In this case, each of the first and second operating articles 11 is
As shown in the table, especially commercially available high-purity Ar
99.999 using gas, high purity H2 gas, C]14 residue purified to 99,999% or more, and SiO2 powder.
Table 1 Example 2 Using the apparatus shown in Figure 2, the gas used to reduce some of the SiO2 by inputting it to the lower high-frequency coil was turned into plasma again, the mixture was continuously melted, and the metal S1 produced in the water-cooled crucible 16 installed at the bottom was cooled and collected. The conditions in this case are shown in Table 2.
In this case as well, high purity metal S1 could be obtained using the same raw materials as in Table 1.

これら実施例１ならびに２は何れも石炭やコークスなど
の精製のむずかしい固体炭素を還元材として使用しない
ため、Ｆｅ、Ｔｉ、　ｉなどの炭（Ａに由来する不純物
を完全に除くことが−（ぎ、容易に高純度の金属Ｓ１を
得る口とがでさた。In both Examples 1 and 2, solid carbon, which is difficult to purify, such as coal or coke, is not used as the reducing agent. , it was easy to obtain high purity metal S1.

第　　２　　表 〈発明の効果〉 以上述へた本発明方法は従来の石炭、コークスを用いる
方法と異なって、精製の容易な炭化水素を用いること、
および、耐火物との接触がほとんどないことがら特別な
金Ｒ３１の精製なしに高純度の金属Ｓ１を得ることがで
きる。Table 2 <Effects of the Invention> The method of the present invention described above differs from conventional methods using coal and coke in that it uses hydrocarbons that are easy to refine;
In addition, since there is almost no contact with refractories, high purity metal S1 can be obtained without special purification of gold R31.

また、生成物のＳｉ／Ｃ比調整に加える固体炭素も極少
邑であるので、例えば、カーボンブラックなどの高純度
の炭素を使用しても製品価格に対する影響は非常に小ざ
いなど多くの利点を持つ。In addition, the amount of solid carbon added to adjust the Si/C ratio of the product is very small, so even if high-purity carbon such as carbon black is used, the effect on the product price is very small, and many other advantages are obtained. have

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図ならびに第２図は本発明を実施する装置の一つの
例の各配置図である。 符号１・・・・・・シトフト炉　　２・・・・・溶融艮
応装詔３・・・・・・水冷るつは　　４・・・・・・金
属Ｓｉ５・・・・・回収装置 ６・・・・・・プラズマトーチ ７・・・・・・フィダー　　　　８・・・・・・ＳｉＯ
２粉末９・・・・・・炭化水素　　　１０・・・・・・
→ブイクロン１１・・・・・プラズマトーチ １２・・・・・吹込口 １３・・・・・ＳｉＯ２粉末の吹込装置１４・・・・・
・炭化水素の吹込装置 １５・・・・・・高周波コイル　１６・・・・・回収装
置第１図 第２図FIGS. 1 and 2 are layout diagrams of one example of an apparatus for carrying out the present invention. Code 1...Shitoft furnace 2...Melting treatment order 3...Water cooling melt 4...Metal Si5...Recovery device 6. ...Plasma torch 7 ... Feeder 8 ... SiO
2 Powder 9...Hydrocarbon 10...
→Vicron 11...Plasma torch 12...Blowing port 13...SiO2 powder blowing device 14...
・Hydrocarbon injection device 15...High frequency coil 16...Recovery device Fig. 1 Fig. 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １）ＳｉＯ＿２粉末ならびに炭化水素を非酸化性でかつ
非窒化性ガスのプラズマジェット中に吹込んで、そのＳ
ｉＯ＿２の吹込み重量の４０％以上をＳｉＣまで還元す
る第一工程と、この第一工程での還元生成物たるＳｉＣ
と残りのＳｉＯ＿２とを含む混合物を高温下で反応溶解
させて金属珪素を得る第二工程とを具えて成ることを特
徴とする金属珪素の製造方法。 ２）ＳｉＯ＿２粉末ならびに炭化水素を非酸化性でかつ
非窒化性ガスのプラズマジェット中に吹込んで、そのＳ
ｉＯ＿２の吹込重量の４０％以上をＳｉＣまで還元する
第一工程と、この第一工程での還元生成物たるＳｉＣと
残りのＳｉＯ＿２とを含む混合物に固体炭素、および／
またはＳｉＣ、あるいはＳｉＯ＿２粉末のうちの少なく
ともいずれか一つの調整材を添加してＳｉ／Ｃ重量比を
調整する調整工程と、前記第一工程での還元生成物たる
ＳｉＣと残りのＳｉＯ＿２ならびに前記調整材との混合
物を高温下で反応溶解させて金属珪素を得る第二工程を
特徴とする金属珪素の製造方法。 ３）シャフト状の炉の炉頂部に、非酸化性でかつ非窒化
性のガスのプラズマジェットを吹込むトーチと、このプ
ラズマジェット中にＳｉＯ＿２粉末ならびに炭化水素を
個別的若しくは同時に吹込む吹込み装置とを設ける一方
、前記プラズマトーチの下段に位置するよう、シャフト
炉に高周波プラズマを発生させる高周波コイルを設け、
更に、シャフト炉の下部に金属珪素を冷却して回収する
回収装置を連結して成ることを特徴とする金属珪素の製
造装置。[Claims] 1) SiO_2 powder and hydrocarbon are injected into a plasma jet of non-oxidizing and non-nitriding gas, and the S
A first step of reducing 40% or more of the injected weight of iO_2 to SiC, and a reduction product of SiC in this first step.
and a second step of reacting and dissolving a mixture containing SiO_2 and the remaining SiO_2 at high temperature to obtain metallic silicon. 2) Inject SiO_2 powder and hydrocarbon into a plasma jet of non-oxidizing and non-nitriding gas to
A first step in which 40% or more of the injected weight of iO_2 is reduced to SiC, and solid carbon is added to the mixture containing SiC, which is the reduction product in this first step, and the remaining SiO_2.
or an adjustment step of adjusting the Si/C weight ratio by adding at least one adjustment material of SiC or SiO_2 powder; and SiC as the reduction product in the first step, the remaining SiO_2, and the adjustment. A method for producing metallic silicon, characterized by a second step of obtaining metallic silicon by reacting and dissolving a mixture with a material at high temperature. 3) A torch that blows a plasma jet of non-oxidizing and non-nitriding gas into the top of the shaft-shaped furnace, and a blowing device that blows SiO_2 powder and hydrocarbons individually or simultaneously into this plasma jet. and a high-frequency coil for generating high-frequency plasma in the shaft furnace, located below the plasma torch,
Furthermore, a metal silicon production apparatus characterized in that a recovery device for cooling and recovering metal silicon is connected to the lower part of the shaft furnace.