(57)【要約】［課題］亜鉛の沸点以上に過加熱した亜鉛ガスを制御された供給速度で供給する方法および装置を提供する。［解決手段］本発明の亜鉛ガスの供給方法は、亜鉛ガス蒸発装置に融体亜鉛を導入する工程と、亜鉛ガスの供給速度に対応した電力を入力し、高周波誘導加熱により亜鉛を自己発熱させて融体亜鉛から亜鉛ガスを発生させる工程と、発生した亜鉛ガスをガス加熱装置に導入する工程と、亜鉛ガスを抵抗加熱により加熱して過加熱された亜鉛ガスとする工程を含む。本発明の亜鉛ガスの供給装置は、前記方法に用いられ、亜鉛ガス蒸発装置、ガス加熱装置およびコントロール装置を含む。
2012073712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛ガス蒸発装置に融体亜鉛を導入する工程（１）と、
亜鉛ガスの供給速度に対応した電力を入力し、高周波誘導加熱により亜鉛を自己発熱させて融体亜鉛から亜鉛ガスを発生させる工程（２）と、
発生した亜鉛ガスをガス加熱装置に導入する工程（３）と、
亜鉛ガスを抵抗加熱により加熱して過加熱された亜鉛ガスとする工程（４）と
を含むことを特徴とする亜鉛ガスの供給方法。
【請求項２】
前記工程（２）が、亜鉛ガス蒸発装置内の融体亜鉛の液面が液面高さ４０％から１００％の範囲に有る時に行われることを特徴とする請求項１に記載の亜鉛ガスの供給方法。
【請求項３】
亜鉛ガス蒸発装置に導入する融体亜鉛の温度が４３０〜７００℃の範囲であり、
高周波誘導加熱により発生させた亜鉛ガスの温度が、亜鉛の沸点温度であり、
過加熱させた亜鉛ガスの温度が、亜鉛の沸点温度〜１１００℃の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の亜鉛ガスの供給方法。
【請求項４】
亜鉛ガス蒸発装置に導入する融体亜鉛が、塩化亜鉛を電解して得られた融体亜鉛、および、電解亜鉛、乾式精錬亜鉛またはリサイクル亜鉛を融解して得られた融体亜鉛からなる群から選ばれる１種以上の融体亜鉛であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の亜鉛ガスの供給方法。
【請求項５】
亜鉛ガス蒸発装置に導入する融体亜鉛が、塩化亜鉛を電解して得られた融体亜鉛であることを特徴とする請求項４に記載の亜鉛ガスの供給方法。
【請求項６】
前記工程（１）が、亜鉛ガス蒸発装置内の融体亜鉛の重量および温度を計測しながら、亜鉛ガス蒸発装置に融体亜鉛を導入する工程であり、
前記工程（２）が、亜鉛ガス蒸発装置の放熱量および高周波誘導加熱の装置効率から算出された亜鉛ガスの供給速度に対応した電力を入力し、高周波誘導加熱により亜鉛を自己発熱させて融体亜鉛から亜鉛ガスを発生させる工程である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の亜鉛ガスの供給方法。
【請求項７】
亜鉛ガス蒸発装置内の融体温度が亜鉛の沸点温度となるまでは、亜鉛ガス蒸発装置の内部が亜鉛の沸点温度時の装置の放熱量に相当する高周波誘導電力を入力し、融体亜鉛の温度を亜鉛の沸点温度まで上昇させる工程と、
亜鉛ガス蒸発装置内の融体温度が亜鉛の沸点温度となった時から、亜鉛ガス蒸発装置内の融体亜鉛の重量および温度を計測しながら、亜鉛ガス蒸発装置に融体亜鉛を導入する工程とをさらに含み、
前記工程（２）が、亜鉛ガスの供給速度に対応した電力を入力し、高周波誘導加熱により融体亜鉛から目的速度の亜鉛ガスを発生させる工程であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の亜鉛ガスの供給方法。
【請求項８】
前記工程（１）が、亜鉛ガス蒸発装置内の融体亜鉛の重量および温度、並びに亜鉛ガス蒸発装置に導入する融体亜鉛の温度を計測しながら、亜鉛ガス蒸発装置に融体亜鉛を亜鉛ガスの供給速度と同じ速度で導入する工程であり、
前記工程（２）が、亜鉛ガス蒸発装置の放熱量、高周波誘導加熱の装置効率および亜鉛ガス蒸発装置に導入する融体亜鉛の温度から算出された亜鉛ガスの供給速度に対応した電力を入力し、高周波誘導加熱により亜鉛を自己発熱させて融体亜鉛から亜鉛ガスを発生させる工程であり、
融体亜鉛の導入と亜鉛ガスの発生とが連続的に行なわれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の亜鉛ガスの供給方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の亜鉛ガスの供給方法に用いられ、亜鉛ガス蒸発装置、ガス加熱装置およびコントロール装置を含むことを特徴とする亜鉛ガスの供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜鉛ガスを供給する方法及び装置に関する。詳しくは、過加熱した亜鉛ガスを制御された供給速度で供給する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化を防止し、新たな電力需要に応える技術として、太陽光発電への関心が高まっている。太陽光発電は単結晶や多結晶のシリコンを用いた太陽電池による方法が主流であり、太陽光発電装置の急速な需要増加予測に対応して、主要材料である高純度シリコンを安価に大量に供給することが求められている。【０００３】
現在、商業的に供給されている高純度シリコンはシーメンス法によって製造されている。この方法は製造コストに占める電力コストが大きく、また回分式製造となるため生産効率が悪い方法である。さらに、原料として用いるトリクロロシランの製造設備、シーメンス法による高純度シリコンの製造工程から排出される分解ガスから未反応のトリクロロシラン、水素および副生する四塩化ケイ素などを分離・回収・処理する付帯設備も必要である。これらを考慮するとシーメンス法は、安価に大量に高純度シリコンを製造する方法としては適していない。【０００４】
高純度シリコンを製造する方法の一つとして、亜鉛ガスにより四塩化ケイ素を還元して高純度シリコンを製造する亜鉛還元法がある。亜鉛還元法による高純度シリコンの製造は、１９６０年代まで小規模ではあるが商業的に実施されていた。しかしながら、シーメンス法が開発・実用化されてからは、亜鉛還元法による高純度シリコンの商業的な製造は行われなかった。シーメンス法によって製造された高純度シリコンの電気特性が、当時亜鉛還元法によって製造された高純度シリコンよりも良く、また、高純度シリコンの需要は半導体用が主であり、量も限定的であったことから、高コストではあるがシーメンス法による製造が多く行われ、現在に至っている。【０００５】
高純度シリコンを安価に大量に製造する技術検討は継続的に実施され報告がなされている（非特許文献１）。この報告の結論としては、以下の製造工程を組み合わせた方法が、シーメンス法と比較しても、また他の方法と比較しても最も製造コストを安く高純度シリコンを製造する可能性を持つとしている。その方法は、
(1)流動層中で四塩化ケイ素を亜鉛ガスで還元し、生成したシリコンを投入された種シリコン上に成長させて抜き出す高純度シリコンの製造工程、
(2)副生する塩化亜鉛ガス、未反応の亜鉛ガスおよび未反応の四塩化ケイ素ガスを流動層反応装置の上部から連続的に抜き出し、凝縮装置により塩化亜鉛および亜鉛を混合液体として捕集し、未反応の四塩化ケイ素と分離する分離回収工程、
(3)凝縮された塩化亜鉛および亜鉛の混合液体を溶融塩電解装置に送り、電解して塩素と亜鉛を回収する工程、
(4)回収した塩素と、ケイ酸（ＳｉＯ２）および炭素と、または金属シリコンとを反応させ、四塩化ケイ素を製造する工程を含み、溶融塩電解された亜鉛が循環使用される方法である。さらに、この高純度シリコン製造方法により、５０トン／年の高純度シリコンを生産するパイロット製造装置を設計して製造コストを試算し、他の方法に比較して最も低いコストで製造が可能になるとしている。【０００６】
この報告書に記載された方法を参考に、各工程の問題点を洗い出して、亜鉛還元法による高純度シリコンの製造を具体化する検討が行われている。例えば、四塩化ケイ素ガスを亜鉛ガスで還元して高純度シリコンを製造する工程では、縦型反応器を用い、反応器内に四塩化ケイ素ガスと亜鉛ガスとを供給し、四塩化ケイ素供給ノズルの先端部に高純度シリコンを生成させ、さらに高純度シリコンを下方に向かって成長させる方法が開示されている（特許文献１）。しかしながら、大量の高純度シリコンを製造するためには、大量に亜鉛ガスを制御しながら供給する方法およびその装置が必要となるが、その具体的な方法は開示されていない。【０００７】
亜鉛ガスを供給する方法としては、プランジャを用いて融体亜鉛を亜鉛ガス発生器に導入し、その内部に配置され、外部から誘導加熱されるグラファイトトレイに接触させて加熱し、プランジャによる導入量に対応した亜鉛ガスを発生させる方法が開示されている（非特許文献１）。しかしこの方法では、亜鉛ガスの発生速度はグラファイトトレイからの伝熱量によって限定され、単位時間当たりの発生量を大きく取りにくい。また、グラファイトトレイなどの炭素を主成分とする装置材料は、亜鉛ガス中に炭素分を混在させるので好ましくなく、さらにグラファイトに含まれるリン（Ｐ）や鉄（Ｆｅ）などの重金属成分を混在させるので好ましくない。また、導入された融体亜鉛の全てがガス化され、融体亜鉛中に存在する不純物の多くもガス化され亜鉛ガス中に同伴するため、この亜鉛ガスを用いて亜鉛還元法により製造した高純度シリコンの電気特性に影響を与える。【０００８】
石英で作られた装置内に、あらかじめ精製された金属粒体を連続的に投入し、さらに投入された金属粒体を外部から誘導加熱して溶融金属とし、投入された量に相当する溶融金属を蒸発容器内に流下させ、流下した溶融金属を外部から加熱し全蒸発させて金属ガスを発生させる装置が開示されている（特許文献２）。しかしこの構成では、あらかじめ投入する金属を必要な純度まで精製処理することが必要なこと、また蒸発容器外部からの加熱量が大きく取れないことから蒸発量が限定され、単位時間当たりの発生量を大きして金属ガスを発生することができない。【０００９】
ここで、高周波誘導加熱方式により融体亜鉛から亜鉛ガスを発生させる際の問題点について説明する。高周波誘導加熱方式は、亜鉛そのものに誘導電流を流して自己発熱させるものであり、融体亜鉛の温度が亜鉛の沸点に達すると、過剰電力を入力しても融体亜鉛の温度は亜鉛の沸点温度以上にはならず、入力した過剰電力に相当する亜鉛ガスが発生する。このようにして発生した亜鉛ガスの温度も亜鉛の沸点温度であることから、周囲の低温部（亜鉛の沸点温度よりも低い部分）と接触すると、亜鉛ガスが冷やされ一部が結露（凝縮）状態となる。亜鉛還元反応への供給を考えると、亜鉛ガス供給装置で発生した亜鉛ガスは気相状態で移送されなければならず、そのためには発生した亜鉛ガスを沸点以上の温度に昇温する、すなわち過加熱する必要がある。しかしながら、亜鉛ガスには高周波誘導電流が流れず、自己発熱することはないので、高周波誘導加熱方式では過加熱された亜鉛ガスを得ることができない。【００１０】
亜鉛溶湯を保持する溶解保持炉と誘導加熱コイルと黒鉛坩堝とを有する蒸発炉を備え、溶解保持炉と蒸発炉の下部を黒鉛スリーブ製の連通管で結合し、黒鉛スリーブの外周に誘導加熱コイルを巻回し、全体をキャスタブルセメント層に一体に埋め込んだ、連続亜鉛蒸発炉が開示されている（特許文献３）。しかしながら、この構成の装置では、連続的に亜鉛を蒸発することはできるが、上述したように、過加熱された亜鉛ガスを発生することはできない。また、この文献は、供給速度を制御しながら過加熱された亜鉛ガスを供給する方法に関して、何ら開示も示唆もしていない。さらに、この装置では、黒鉛坩堝や黒鉛スリーブを用いているため、亜鉛ガス中に炭素分が混在し好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−１４５６６３号公報
【特許文献２】特開２００８−１８４６４１号公報
【特許文献３】実開昭６１−１９９５６７号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｓｅｉｆｅｌｔ  Ｄ．Ａ．  ａｎｄ  Ｂｒｏｗｎｉｎｇ  Ｍ．Ｆ．，  ”Ｐｉｌｏｔ−Ｓｃａｌｅ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｚｉｎｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ−Ｐｕｒｉｔｙ  Ｓｉｌｉｃｏｎ”  ＡＩＣｈＥ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｓｅｒｉｅｓ  （Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）  Ｎｏ．２１６，  Ｖｏｌ．７８，  ｐ１０４−１１５  （１９８２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、亜鉛の沸点以上に過加熱した亜鉛ガスを制御された供給速度で供給する方法を提供することである。また、過加熱した亜鉛ガスを大きな供給速度で制御して効率的に供給する方法を提供することである。さらには、亜鉛ガスへ同伴する不純物の量を抑えて過加熱された亜鉛ガスを供給する方法、およびこの方法に用いる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは前記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、高周波誘導加熱手段に入力する電力の量により亜鉛ガスの発生速度を制御できることを見出し、本発明を完成させるに至った。本発明は以下に示す［１］〜［９］の事項を含む。【００１５】
［１］  亜鉛ガス蒸発装置に融体亜鉛を導入する工程（１）と、
亜鉛ガスの供給速度に対応した電力を入力し、高周波誘導加熱により亜鉛を自己発熱させて融体亜鉛から亜鉛ガスを発生させる工程（２）と、
発生した亜鉛ガスをガス加熱装置に導入する工程（３）と、
亜鉛ガスを抵抗加熱により加熱して過加熱された亜鉛ガスとする工程（４）と
を含むことを特徴とする亜鉛ガスの供給方法。【００１６】
［２］  前記工程（２）が、亜鉛ガス蒸発装置内の融体亜鉛の液面が液面高さ４０％から１００％の範囲に有る時に行われることを特徴とする項［１］に記載の亜鉛ガスの供給方法。【００１７】
［３］  亜鉛ガス蒸発装置に導入する融体亜鉛の温度が４３０〜７００℃の範囲であり、
高周波誘導加熱により発生させた亜鉛ガスの温度が、亜鉛の沸点温度であり、
過加熱させた亜鉛ガスの温度が、亜鉛の沸点温度〜１１００℃の範囲であることを特徴とする項［１］または［２］に記載の亜鉛ガスの供給方法。【００１８】
［４］  亜鉛ガス蒸発装置に導入する融体亜鉛が、塩化亜鉛を電解して得られた融体亜鉛、および、電解亜鉛、乾式精錬亜鉛またはリサイクル亜鉛を融解して得られた融体亜鉛からなる群から選ばれる１種以上の融体亜鉛であることを特徴とする項［１］〜［３］のいずれか１項に記載の亜鉛ガスの供給方法。【００１９】
［５］  亜鉛ガス蒸発装置に導入する融体亜鉛が、塩化亜鉛を電解して得られた融体亜鉛であることを特徴とする項［４］に記載の亜鉛ガスの供給方法。【００２０】
［６］  前記工程（１）が、亜鉛ガス蒸発装置内の融体亜鉛の重量および温度を計測しながら、亜鉛ガス蒸発装置に融体亜鉛を導入する工程であり、
前記工程（２）が、亜鉛ガス蒸発装置の放熱量および高周波誘導加熱の装置効率から算出された亜鉛ガスの供給速度に対応した電力を入力し、高周波誘導加熱により亜鉛を自己発熱させて融体亜鉛から亜鉛ガスを発生させる工程である
ことを特徴とする項［１］〜［５］のいずれか１項に記載の亜鉛ガスの供給方法。【００２１】
［７］  亜鉛ガス蒸発装置内の融体温度が亜鉛の沸点温度となるまでは、亜鉛ガス蒸発装置の内部が亜鉛の沸点温度時の装置の放熱量に相当する高周波誘導電力を入力し、融体亜鉛の温度を亜鉛の沸点温度まで上昇させる工程と、
亜鉛ガス蒸発装置内の融体温度が亜鉛の沸点温度となった時から、亜鉛ガス蒸発装置内の融体亜鉛の重量および温度を計測しながら、亜鉛ガス蒸発装置に融体亜鉛を導入する工程とをさらに含み、
前記工程（２）が、亜鉛ガスの供給速度に対応した電力を入力し、高周波誘導加熱により融体亜鉛から目的速度の亜鉛ガスを発生させる工程であることを特徴とする項［１］〜［５］のいずれか１項に記載の亜鉛ガスの供給方法。【００２２】
［８］  前記工程（１）が、亜鉛ガス蒸発装置内の融体亜鉛の重量および温度、並びに亜鉛ガス蒸発装置に導入する融体亜鉛の温度を計測しながら、亜鉛ガス蒸発装置に融体亜鉛を亜鉛ガスの供給速度と同じ速度で導入する工程であり、
前記工程（２）が、亜鉛ガス蒸発装置の放熱量、高周波誘導加熱の装置効率および亜鉛ガス蒸発装置に導入する融体亜鉛の温度から算出された亜鉛ガスの供給速度に対応した電力を入力し、高周波誘導加熱により亜鉛を自己発熱させて融体亜鉛から亜鉛ガスを発生させる工程であり、
融体亜鉛の導入と亜鉛ガスの発生とが連続的に行なわれることを特徴とする項［１］〜［５］のいずれか１項に記載の亜鉛ガスの供給方法。【００２３】
［９］  項［１］〜項［８］のいずれか１項に記載の亜鉛ガスの供給方法に用いられ、亜鉛ガス蒸発装置、ガス加熱装置およびコントロール装置を含むことを特徴とする亜鉛ガスの供給装置。
【発明の効果】
【００２４】
項［１］の方法によれば、高周波誘導加熱手段に入力する電力を制御して、目的の供給速度で過加熱された亜鉛ガスを発生させることができる。また、亜鉛ガス発生工程と過加熱工程とを分けて制御可能となり制御が簡単になる。入力電力の量を変化または停止することにより亜鉛ガスの発生速度の変化または停止を簡便に行うことができる。【００２５】
高周波誘導加熱により融体亜鉛を直接加熱する方法を採ることにより、大きなエネルギーを与えることができ、大きな供給速度で亜鉛ガスを供給することが可能となる。さらに、高周波誘導加熱手段に入力する電力は小さな電力から大きな電力まで幅広く変化可能であり、過加熱した亜鉛ガスを小さな供給速度から大きな供給速度まで変えることができる。【００２６】
項［２］の方法によれば、高周波誘導加熱の効率を高く保って運転することができるとともに、融体亜鉛中の不純物が亜鉛ガスに同伴することを抑え、さらに融体亜鉛中の不純物を除去した亜鉛ガスの供給ができる。【００２７】
項［３］の方法によれば、導入する融体亜鉛は導入に適した粘度・流れ性を有し、高周波誘導加熱を受けて発生した沸点温度の亜鉛ガスを抵抗加熱により速やかに過加熱することができる。【００２８】
項［４］の方法によれば、種々の製法により得られた亜鉛を用いて、過加熱された亜鉛ガスを発生させることができる。【００２９】
項［５］の方法によれば、塩化亜鉛の電解により得られた溶融状態の融体亜鉛を用いることから、亜鉛を加熱して融体とする必要が無く、エネルギー消費量を抑えることができる。【００３０】
項［６］の方法によれば、高周波誘導加熱手段に入力する電力により制御して、目的の供給速度で過加熱された亜鉛ガスを発生させることができる。【００３１】
項［７］の方法によれば、高周波誘導加熱手段に入力する電力を制御して、目的の供給速度で過加熱された亜鉛ガスを発生するまでの立上がり時間を短くすることができる。【００３２】
項［８］の方法によれば、高周波誘導加熱手段に入力する電力を制御して、目的の供給速度で過加熱された亜鉛ガスを連続的に発生させることができる。【００３３】
項［９］の装置を用いれば、高周波誘導加熱に入力する電力を制御して、目的の供給速度で過加熱された亜鉛ガスを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】亜鉛ガス供給装置を構成する装置の概念図である。
【図２】亜鉛ガス蒸発装置の断面図の一例である。
【図３】ガス加熱装置の断面図の一例である。
【図４】ドロス処理手段の一例および受け入れ口に接続した例を示す概念図である。
【図５】実施例１で得られた入力電力と蒸発速度との関係図である。
【図６】実施例２で得られた液面高さ位置と効率との関係図である。
【図７】本発明の亜鉛ガスの供給方法を高純度シリコンの製造に用いた場合の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の過加熱された亜鉛ガスを供給する方法、およびこの方法に用いた装置に関して詳細に説明する。
【００３６】
本発明の亜鉛ガスの供給方法は、亜鉛ガス蒸発装置に融体亜鉛を導入する工程と、亜鉛ガスの供給速度に対応した電力を入力し、高周波誘導加熱により亜鉛を自己発熱させて融体亜鉛から亜鉛ガスを発生させる工程と、発生した亜鉛ガスをガス加熱装置に導入する工程と、亜鉛ガスを抵抗加熱により加熱して過加熱された亜鉛ガスとする工程とを含む。
【００３７】
ここで、亜鉛は以下の表１〜表３に示す物性値および熱物性値を有する。
【００３８】
【表１】
2012073712.tif 000003
【００３９】
【表２】
2012073712.tif 000004
【００４０】
【表３】
2012073712.tif 000005
【００４１】
亜鉛の気化熱は１７６４ｋＪ／ｋｇであり、例えば４２０℃の融体亜鉛を９０７℃まで加熱するのに必要な熱量２３３ｋＪ／ｋｇ（比熱は表２の定圧比熱の４２０℃と９０７℃の値の平均値を用いて計算）と比べると１桁程大きい。したがって、４２０℃程度の融体亜鉛を加熱して亜鉛ガスを発生させるには、気化させる段階でエネルギーを効率よく融体亜鉛に加えることが重要となる。亜鉛ガスを過加熱して、１１００℃の亜鉛ガスにするには６１.４ｋJ／ｋｇの熱量を加えればよく、四塩化ケイ素を亜鉛ガスにより還元して高純度シリコンを製造する反応温度、例えば９５０℃の亜鉛ガスとするには１３．７ｋJ／ｋｇの熱量を加えればよい。気化段階の加熱方法を適切に選択することが、過加熱した亜鉛ガスの供給に関して重要な技術であることが解る。
【００４２】
図１は、本発明の方法により過加熱された亜鉛ガスの供給を行う装置の一例を示す概念図であり、亜鉛ガス供給装置１は、亜鉛ガス蒸発装置１０、ガス加熱装置２０およびコントロール装置３０を備える。コントロール装置３０は、導入する融体亜鉛の温度、亜鉛ガス蒸発装置１０の重量、亜鉛ガス蒸発装置１０内の融体亜鉛の温度およびガス加熱装置２０の温度などの状態量を検出して表示し、その状態量に基づいて亜鉛ガス蒸発装置１０およびガス加熱装置２０に入力する電力を制御して、亜鉛ガスの発生速度を制御する。発生元Ａから供給される融体亜鉛は、計量手段Ｂにより計量され、ドロス処理手段Ｃを経て亜鉛ガス蒸発装置１０に導入される。計量手段Ｂとドロス処理手段Ｃ、および亜鉛ガス蒸発装置１０とガス加熱装置２０などの装置間の配管は、断熱材によって保温し、必要に応じてさらに加熱する。
【００４３】
図２は、亜鉛ガス蒸発装置１０の一例を示す概念図であり、溶融亜鉛を保持する坩堝１０１、坩堝１０１を保持し取り囲むように設置される断熱材１０２、さらにその周囲に巻回される誘導コイル１０３を有する。坩堝１０１の上部には、受け入れ口１０５、亜鉛ガス出口１０６、温度計測口１１０および不活性ガス導入口１１１を有する蒸発器蓋１０７が配置される。坩堝１０１を保持する断熱材１０２は底板１０８上に配置され、さらに秤量装置１０９上に設置される。全体はケーシング１１２により囲まれる。誘導コイル１０３は、インバーターやコンデンサーバンクなどからなる電力供給設備（図示せず）および、誘導コイル冷却設備（図示せず）に接続される。電力供給設備はコントロール装置３０によって制御される。
【００４４】
坩堝１０１は、内部に保持した溶融亜鉛が周囲に配置された誘導コイル１０３により均等に加熱される必要から、坩堝１０１の形状は円筒形であることが好ましい。丸底の形状を持った坩堝１０１は、内部歪を生じにくく強度が高いので、さらに好ましい。坩堝１０１の材質は、融体亜鉛を保持でき、使用温度範囲において耐性を有し、融体亜鉛の品質に影響を与えない材料であれば特に限定されない。例えば、石英やセラミック材が好ましい材質であり、特に不導体である石英が好ましい。不導体である石英の坩堝１０１は誘導加熱されず、融体亜鉛が直接加熱されるため、電力の供給を停止すると直ちに蒸発が停止する。
【００４５】
坩堝１０１の高さ、直径および底の曲率半径、ならびに誘導コイル１０３の高さおよび直径は特に限定されず、誘導電流の浸透深さ、誘導加熱の効率、蒸発面積および必要な蒸発量によって決定すればよい。細長いほど誘導加熱効率が上がり、太いほど蒸発面積は大きくなる。例えば、外径４６０ｍｍ、内径４００ｍｍ、曲率半径２３０ｍｍ、高さ７５０ｍｍの石英製坩堝１０１と、高さ５００ｍｍ、内径５５０ｍｍの誘導コイル１０３とを用い、誘導コイル１０３の上端を坩堝１０１の上端から２２０ｍｍ下方に配置した場合、誘導コイルの上端まで融体亜鉛を入れた時の融体亜鉛の重量は約３３０ｋｇとなる。液面高さ位置４０％の融体亜鉛の重量は約９０ｋｇとなる。その差２４０ｋｇは、亜鉛ガス蒸発装置１０へ融体亜鉛の追加導入を行わずに供給できる亜鉛ガスの量となる。ここで、液面高さ位置(％)とは、誘導コイル１０３の上端の高さを１００(％)として誘導コイル１０３の下端からの相対高さを百分率(％)表記したものとして定義する。直径９００ｍｍ程度の不透明石英製管は市場から入手可能であり、これを加工して大口径の坩堝とすることも可能である。
【００４６】
誘導コイル１０３の上端は、坩堝１０１の上部から、融体亜鉛を誘導加熱した時に起こる融体の盛り上がり高さより大きな余裕を持つように配置すればよい。例えば、前記の大きさの坩堝１０１に３３０ｋｇの融体亜鉛を入れて４００ｋｇ／ｈｒの蒸発速度で５００Ｈｚの高周波誘導加熱を行う場合、融体亜鉛が２００ｍｍ程度盛り上がるので、誘導コイル１０３の上端は、坩堝１０１の上部から２００ｍｍ以上の余裕を持って配置すればよい。
【００４７】
坩堝１０１は断熱材１０２によって取り囲まれ保持される。断熱材１０２は融体亜鉛を保持した坩堝１０１を保持出来る強度を有し、誘導加熱されない材質であり、小さな熱伝導率を持つものであれば特に限定されない。例えば、断熱材１０２としては珪砂、シリカ粉、および珪砂やシリカ粉を含むキャスタブル材が好ましく、メンテナンスのことを考慮すると珪砂がより好ましい。誘導コイル１０３と坩堝１０１との間の隙間を埋めるように断熱材１０２を充填して設置してもよい。
【００４８】
蒸発器蓋１０７の材質は、亜鉛ガスに対して耐性が有り、小さな熱伝導率を有し、誘導加熱されず、受け入れ口１０５や亜鉛ガス出口１０６などを取り付け可能に加工可能な材料であれば特に限定されない。例えば、石英やセラミックス材が好ましく用いられる。石英で作られた蒸発器蓋１０７をセラミックファイバーボードやブランケットで覆うようにしてもよい。セラミックス材として、シリカ−アルミナ系の低セメントキャスタブルを用いることもできる。
【００４９】
底板１０８の材質は、小さな熱伝導率を有し、誘導加熱されず、加工可能な材料であれば特に限定されない。例えば、セラミックス材が好ましく用いられ、セラミックス材として、シリカ−アルミナ系の低セメントキャスタブルを用いることもできる。
【００５０】
受け入れ口１０５の構造は、蒸発した亜鉛ガスが逆流せずに融体亜鉛を供給できるように液封機構を有していれば特に限定されない。図２の様に外部に液封機構を設けた構成としてもよく、坩堝１０１に保持される融体亜鉛の内部まで融体亜鉛を導入する管を延長して液封機構となるように構成してもよい。受け入れ口１０５に用いる材質は、融体亜鉛および亜鉛ガスに対して耐性が有り、加工可能な材料であれば特に限定されない。例えば、石英やセラミックス材が好ましく用いられる。特に石英は加工が容易な材料であることから好ましい。
【００５１】
図３は蒸発した亜鉛ガスを受け入れて過加熱するガス加熱装置２０の一例を示す概念図であり、加熱ゾーン２０１、断熱保護カバー２０２、抵抗加熱ヒータ２０３、温度計２０４および亜鉛ガス温度計２０５を備える。加熱ゾーン２０１は中空の管構造を持ち、外部から抵抗加熱ヒータ２０３で加熱する方式の例示である。加熱ゾーン２０１の内部にさらに加熱機構を有した構造としてもよく、また亜鉛ガスに耐性のある充填物や構築物を加熱ゾーン２０１の内部に配置した構造としてもよい。加熱ゾーン２０１の材質は使用温度において亜鉛ガスに耐性があり、加工可能な材料ならば特に限定されない。例えば、石英やセラミック材は好ましく用いられ、石英は加工性も良いので、特に好ましく用いられる。
【００５２】
加熱ゾーン２０１の長さおよび内径は、亜鉛ガスの供給速度および供給温度、ならびに抵抗加熱ヒータ２０３の加熱温度から、必要な伝熱面積を確保する様に設計すればよい。抵抗加熱ヒータ２０３は、カンタル線、炭化珪素および二珪化モリブデンを用いた抵抗加熱ヒータの中から、過加熱温度により選択して用いればよい。図３の２０ａ、２０ｂの様に直管状の抵抗加熱ヒータ２０３を分割される断熱保護カバーに組み込んだ形状としてもよく、また、屈曲可能な抵抗加熱ヒータは加熱ゾーン２０１を取り囲むように配置してもよい。
【００５３】
図４はくぐり堰方式によるドロス処理手段Ｃの一例を示す概念図であり、ドロス処理手段Ｃを受け入れ口１０５の前に接続して用いた例である。融体亜鉛は、亜鉛ガス発生装置１に導入されるまで、貯留、輸送および計量などの際に、空気との接触や用いた材質との作用により生じたドロスを含むことがある。ドロスが亜鉛ガス蒸発装置に流入するのを防ぐため、内部に複数の堰を備えたドロス処理手段Ｃを受け入れ口１０５の前に設置することが好ましい。ドロス処理手段Ｃに用いる装置の材質は融体亜鉛に対して耐性があり、加工可能な材料であれば特に限定されない。例えば、石英やセラミック材が好ましく用いられ、またこれらを組み合わせて用いることもできる。また、ドロス処理手段Ｃには加熱により導入する融体亜鉛の温度を調節する機構を有すること、ならびに、不活性ガスを導入して空気との接触を防ぐ機構を有することが好ましい。
【００５４】
計量手段Ｂとしては、例えば、レードルを用いて移送する方法やポンプを用いて移送する方法などと、移送された融体亜鉛の重量変化を検出して導入量を算出する方法とを組み合わせた手段、ポンプを用いて移送する方法とポンプの吐出速度から導入量を算出する方法とを組み合わせた手段などが利用可能である。さらにバルブや弁を用いて流量の制御を行うこと、流れの途中に堰を設置する方法などを組み合わせることも可能である。
【００５５】
亜鉛ガスの供給は以下の方法により行う。発生元Ａから供給された融体亜鉛を計量手段Ｂにより計量した後、ドロス処理手段Ｃに入れドロスを処理する。ドロス処理手段Ｃから流出する融体亜鉛を、例えば不活性ガスを用いたシール構造として空気（酸素分）の侵入を防ぐように接続して、受け入れ口１０５から亜鉛ガス蒸発装置１０に導入する。
【００５６】
亜鉛ガス蒸発装置に導入する融体亜鉛の温度Ｔ１を、例えばドロス処理手段に備えた温度計測手段によって測定する。ガス蒸発装置１０に導入した融体亜鉛の量は、秤量装置１０９を用いて亜鉛ガス蒸発装置１０の重量変化を測定して求める。亜鉛ガス蒸発装置１０内の融体亜鉛の温度Ｔ２は、温度計測口１１０から挿入した保護管（例えば石英製）で保護した熱電対検出器などの温度検出手段により測定する。
【００５７】
亜鉛ガス蒸発装置１０に導入する融体亜鉛の温度Ｔ１は４３０〜７００℃の範囲が好ましく、４５０〜６００℃の範囲がより好ましく、４５０〜５５０℃の範囲がさらに好ましい。亜鉛は融点の４２０℃以上で融体亜鉛となり、粘性は低く高い流動性を示すことから、４２０℃以上に保たれた融体亜鉛であればよく、４３０℃以上の融体亜鉛であれば凝縮するおそれも少ないので好ましい。亜鉛の蒸気圧は７００℃では８ｋＰａと低いので、蒸気圧の面からは、７００℃以下が好ましい。
【００５８】
導入する融体亜鉛としては、塩化亜鉛の溶融塩電解から産出される融体亜鉛、および、電解亜鉛、乾式精錬亜鉛またはリサイクル亜鉛を通常行われる方法により融解して得られた融体亜鉛などを用いることができる。導入する融体亜鉛は、１種を用いてもよく、また、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５９】
塩化亜鉛の溶融塩電解は、単塩で電解する場合または複塩を用いて電解する場合のいずれの場合でも、４５０〜５００℃程度で電解が行わる。単塩での電解または複塩を用いての電解のいずれの場合でも、亜鉛の融点以上の温度でかつ電解温度以下である、４５０〜５００℃で融体亜鉛が産出されることとなる。溶融塩電解から産出された４５０〜５００℃の融体亜鉛を導入する場合は、亜鉛ガス蒸発装置１０で高周波誘導加熱に要するエネルギーの量が少なくなるので特に好ましい。
【００６０】
亜鉛ガス蒸発装置１０内の融体亜鉛の液面の高さは、あらかじめ亜鉛ガス蒸発装置１０に融体亜鉛を導入して、秤量装置１０９の表示量と液面の高さの関係を求め、この関係式により秤量装置１０９の値を測定して融体亜鉛の液面高さを求める。融体亜鉛の温度による密度変化は少ないので、秤量装置１０９の重量から融体亜鉛の液面を高い精度で求めることができる。
【００６１】
亜鉛ガス蒸発装置１０へ入力した電力が加熱エネルギーへ変換される装置効率Ｋは以下のようにして求める。亜鉛蒸発装置１０に融体亜鉛を導入し、入力電力の量を変えながら亜鉛ガス蒸発装置１０の重量減少速度を測定して、入力電力量と重量減少速度の関係式を求める。入力電力に対する重量減少速度の傾きと、入力電力に対する亜鉛の気化熱から計算される重量減少速度の傾きとの比から装置効率Ｋを求める。
【００６２】
亜鉛ガス蒸発装置１０の放熱量（ＱＶ：単位ｋＷ）は、重量減少速度が零の時の入力電力（ＷＶ：単位ｋＷ）、すなわち放熱量と平衡となる加熱に必要な入力電力の量から下記式１によって計算される。
【００６３】
ＱＶ＝ＷＶ×Ｋ      （式１）
装置効率Ｋは亜鉛蒸発装置１０内の融体亜鉛の高さと誘導コイル１０３との位置関係で変化することから、亜鉛ガスの発生は装置効率Ｋの変化が著しくならない融体亜鉛の高さと誘導コイル１０３との位置関係の範囲で行う必要がある。融体亜鉛の存在範囲が誘導コイルの高さ、すなわち誘導コイルの加熱可能範囲に対して著しく狭い場合には、誘導加熱手段に入力したエネルギーを加熱エネルギーに利用する効率が低下し、入力電力に対応した亜鉛ガスの蒸発量が得られなくなる。誘導コイルの装置効率Ｋの変化が著しくならない、誘導コイル１０３と融体亜鉛の液面の範囲をあらかじめ求め、この範囲内で誘導加熱を行い入力電力に対応した亜鉛ガスを発生させる。
【００６４】
亜鉛ガス蒸発装置１０に導入され沸点温度Ｔｂまで加熱された融体亜鉛から、供給速度（ＶＶ：単位ｋｇ／ｈｒ）で亜鉛ガスを発生させるには、下記式２により算出した電力（ＷＩ：単位ｋＷ）を誘導加熱手段に入力すればよい。これによって、ＶＶの速度で沸点温度Ｔｂの亜鉛ガスが発生する。誘導加熱手段に入力する電力ＷＩを変更すれば、その量に対応した供給速度で亜鉛ガスを発生させることができる。
【００６５】
ＷＩ＝（ＶＶ／３６００×１７６４）／Ｋ＋ＷＶ      （式２）
亜鉛ガス蒸発装置１０を用いて亜鉛ガスを発生させる操作の好ましい態様は以下のとおりである。亜鉛ガス蒸発装置１０に温度Ｔ１の融体亜鉛を、秤量装置１０９の表示量をもとに、誘導コイル１０３の上端に近いレベルまで導入し、式２により算出された電力ＷＩを入力する。亜鉛ガス蒸発装置１０の状態は、温度Ｔ２と秤量装置１０９の表示量の変化を測定して検出する。温度Ｔ２が温度Ｔｂ未満の状態では、融体亜鉛は温度上昇状態にあり亜鉛ガスの発生は無い。温度Ｔ２が温度Ｔｂに等しく一定となり、秤量装置１０９の表示量が変化を始めた時点から、式２により算出された電力ＷＩの入力により亜鉛ガスがＶＶの速度で発生する。亜鉛ガス蒸発装置１０内の融体亜鉛の液面が、液面高さ位置４０％となるまで、より好ましくは液面高さ位置５０％となるまで、入力電力ＷＩに対応した一定の供給速度で亜鉛ガスを供給することができる。
【００６６】
融体亜鉛の温度Ｔ２が沸点温度Ｔｂとなるまでの入力電力は、亜鉛ガス供給速度ＶＶに対応する電力ＷＩに変えて、装置の許容出力の範囲ではあるがより高い電力としてもよい。融体亜鉛の温度Ｔ２が沸点温度Ｔｂとなった時点から入力電力をＷＩに減少させる、あるいは融体亜鉛の温度Ｔ２が沸点温度Ｔｂに近づくに従い入力電力をＷＩに近づけるように変更してもよい。これにより融体亜鉛を沸点温度Ｔｂまでに温度上昇させる時間を短縮することができる。
【００６７】
亜鉛ガス蒸発装置１０に温度Ｔ１の融体亜鉛を導入速度（ＶＩＮ：単位ｋｇ／ｈｒ）で連続的に導入しながら、それと同じ供給速度ＶＶ、すなわちＶＩＮ＝ＶＶの状態で亜鉛ガスを発生させるには、下記式３により算出した電力ＷＩを誘導加熱手段に入力すればよい。これによりＶＶの供給速度で沸点温度Ｔｂの亜鉛ガスを連続的に発生させることができる。但し、式３においてＣは、温度Ｔ１における融体亜鉛の定圧比熱と温度Ｔｂにおける融体亜鉛の定圧比熱の平均値である。
【００６８】
ＷＩ＝（ＶＶ／３６００×（１７６４＋Ｃ（Ｔｂ−Ｔ１））／Ｋ＋ＷＶ      （式３）
亜鉛ガス蒸発装置１０の状態は、温度Ｔ２と秤量装置１０９の表示量の変化を観察することにより検出する。温度Ｔ２が温度Ｔｂに等しく、かつ秤量装置１０９の変化が無い場合は、ＶＶの平均速度で亜鉛ガスが発生している。
【００６９】
温度Ｔ２は温度Ｔｂに等しい状態であるが秤量装置１０９の表示量が減少している時は、融体亜鉛の導入温度Ｔ１が当初の設定より高くなっている状態、または、融体亜鉛の導入速度ＶＩＮが減少している状態であり、秤量装置の変化を抑えるように導入温度Ｔ１または導入速度ＶＩＮを修正する。温度Ｔ２は温度Ｔｂに等しい状態であるが秤量装置１０９の表示量が増加している時は、融体亜鉛の導入温度Ｔ１が当初の設定より低くなっている状態、または、融体亜鉛の導入速度ＶＩＮが増加している状態であり、秤量装置１０９の変化を抑えるように導入温度Ｔ１または導入速度ＶＩＮを修正する。すなわち、誘導加熱手段に電力ＷＩを入力することにより、亜鉛ガスをＶＶの平均速度で発生させることができ、さらに秤量装置１０９の変化を抑えるように融体亜鉛の導入温度Ｔ１または導入速度ＶＩＮを制御することにより、亜鉛ガスをＶＶの平均速度となるように維持して発生させることができる。
【００７０】
亜鉛ガス蒸発装置１０から発生した沸点温度Ｔｂの亜鉛ガスを、沸点温度以上に保たれた配管を通してガス加熱装置２０に導入し、例えば抵抗加熱ヒータ２０３を用いて１１００〜１２００℃に加熱された加熱ゾーン２０１に通して、沸点以上〜１１００℃程度、好ましくは９４０〜１１００℃程度、より好ましくは９５０〜１０５０℃程度に過加熱する。加熱ゾーン２０１の長さおよび内径は、亜鉛ガスの供給速度と供給温度範囲を満足するように必要な伝熱面積を確保すればよい。抵抗加熱ヒータ２０３の加熱可能な温度範囲はヒータの種類によって異なるが、入手容易なカンタル線を用いた抵抗加熱ヒータの場合、使用可能温度の上限は１２００℃程度であり、沸点以上〜１１００℃の温度範囲に過加熱した亜鉛ガスとして供給する時に用いることが好ましい。
【００７１】
図７は、亜鉛還元法による高純度シリコンの製造に関し、各工程の関連の一例を示した概念図である。図７には、亜鉛還元法シリコン製造工程から排出される副生した塩化亜鉛を分離回収し、分離回収された塩化亜鉛を溶融塩電解工程に送り、融体状態で供給される融体亜鉛からドロスを除去して亜鉛ガス発生装置に導入し、本発明の方法により亜鉛ガスを制御した供給速度で供給して、亜鉛ガス還元法によるシリコンの製造に再び用いることができることが示される。
【実施例】
【００７２】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。【００７３】
［実施例１］
用いた亜鉛ガス蒸発装置１０は、外径４６０ｍｍ、内径４００ｍｍ、曲率半径２３０ｍｍ、高さ７５０ｍｍの不透明石英製坩堝１０１と、高さ５００ｍｍ、内径５５０ｍｍの誘導コイル１０３とを備える。坩堝１０１は、シリカ−アルミナ系の低セメントキャスタブルで作られた底板１０８の上に載せられ、坩堝１０１の周囲は珪砂で断熱され、石英製の蒸発器蓋１０７が取り付けられ、上部はセラミックファイバーボードで覆われ、秤量装置（フロアスケール）１０９上に置かれる。高周波誘導加熱には５００Ｈｚの周波数と６００ｋＷの出力を持つ電源を用いた。【００７４】
このような亜鉛ガス蒸発装置１０に４５０℃の融体亜鉛３３０ｋｇを導入し、高周波誘導加熱して沸点温度まで加熱した。高周波誘導加熱する入力電力を変え、入力電力と重量減少速度（亜鉛の蒸発速度）の関係の近似式を求めた。図５に結果を示す。試験に用いた装置では、傾きが１．０（ｋｇ／ｈｒ・ｋＷ）、重量減少速度が零の時の入力電力ＷＶは３５ｋＷとなり、入力電力に対して重量減少速度は直線関係を示した。入力電力を変化させることにより、対応した速度で亜鉛を蒸発できることが確認された。気化熱から求めた入力電力に対する亜鉛の蒸発速度の傾きは２．０４（ｋｇ／ｈｒ・ｋＷ）であり、実施例で用いた亜鉛ガス蒸発装置１０の装置効率Ｋは５０％となり、放熱量ＱＶは１７．５ｋＷであった。【００７５】
［実施例２］
実施例１と同様の装置を用い、融体亜鉛の液面が変化した場合の装置効率Ｋの変化を求めた。図６に結果を示す。装置効率Ｋは、融体亜鉛の液面が液面高さ位置５０％よりも上にある場合には略変化なく、融体亜鉛の液面が液面高さ位置４０％より低くなると、装置効率Ｋの明確な低下が見られた。融体亜鉛の液面高さ位置４０％より上の範囲に保てば、装置効率Ｋの変化は著しくなく、入力電力で制御して亜鉛ガスの発生が可能であり、さらに液面高さ位置５０％より上の範囲に保てば、高い精度で誘導加熱が可能となることが解る。【００７６】
［実施例３］
実施例１と同様の亜鉛ガス蒸発装置１０に、カンタル線ヒータを用いて１１００℃に加熱した、長さ３０００ｍｍ、内径１００ｍｍの不透明石英製の加熱ゾーン２０１を有するガス加熱装置２０を接続し、さらにガス加熱装置２０の出口を亜鉛ガスの冷却回収器に接続した。溶融塩電解して得られた融体亜鉛を用いて、過加熱した亜鉛ガスの供給試験を行った。冷却回収器は、表面を熱伝導の大きなセラミックキャスタ材でライニングされたスチール製であり、周囲を水冷ジャケットで囲み、秤量装置（フロアスケール）上に配置して、冷却回収した亜鉛量を測定できるようにした。【００７７】
亜鉛ガスをＶＶ＝２５０ｋｇ／ｈｒの供給速度で発生させる試験を実施した。対応する入力電力は、ＷＩ＝２８０ｋＷと算出された。溶融塩電解して得られた４５０℃の融体亜鉛３３０ｋｇを亜鉛ガス蒸発装置１０に導入し、２８０ｋＷの電力を入力した。融体亜鉛の温度Ｔ２は上昇を始め、約１０分で沸点温度となり、秤量装置（フロアスケール）１０９の表示量が減少を始め亜鉛ガスが発生し始めた。ガス加熱装置２０に設置した亜鉛ガス温度計２０５の温度は、９５０〜９７０℃で略一定の値を示した。秤量装置（フロアスケール）１０９の表示量が、融体亜鉛の液面の高さが液面高さ位置４０％に相当する重量となるまで電力を入力し亜鉛ガスの発生を続けた後、電力の入力を止め試験を終了した。亜鉛ガス蒸発装置１０は、電力の入力開始から入力停止までの５９分間に２３８ｋｇの亜鉛ガスを発生した。亜鉛ガスの発生速度は２４２ｋｇ／ｈｒと計算された。【００７８】
［実施例４］
溶融塩電解して得られた融体亜鉛にスチールウールを溶解させ、模擬的に不純物を混在させた融体亜鉛を作成し、この融体亜鉛を用いて実施例３と同様の方法にて亜鉛ガスの発生および回収試験を行った。冷却回収器に回収された亜鉛から分析用の資料を採取し、通常行われる方法で前処理を行った後、ＩＣＰ−ＡＥＳ（誘導結合プラズマ発光分光法)により亜鉛中の不純物分析を行った。結果を表４に示す。【００７９】
【表４】
2012073712.tif 000006
【００８０】
表４の分析結果から、模擬融体亜鉛中に混在した不純物は回収された亜鉛には含まれず、この方法によって、不純物が除去精製された亜鉛ガスを供給することができるという効果が得られることが解る。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の方法および装置は、亜鉛ガスを用いて四塩化ケイ素を還元する亜鉛還元法により高純度シリコンを製造する方法における、亜鉛ガスの供給に有効に用いることができる。さらに、亜鉛還元法から副生した塩化亜鉛を電解し、得られた融体亜鉛を受け入れ亜鉛ガスとして供給することを可能とし、亜鉛還元法に用いる亜鉛の循環利用を実現する。
【符号の説明】
【００８２】
１・・亜鉛ガス供給装置
１０・・亜鉛ガス蒸発装置
１０１・・坩堝
１０２・・断熱材
１０３・・誘導コイル
１０４・・冷却水
１０５・・融体亜鉛受け入れ口
１０６・・亜鉛ガス出口
１０７・・蒸発器蓋
１０８・・底板
１０９・・秤量装置
１１０・・温度計測口
１１１・・不活性ガス導入口
１１２・・ケーシング
２０・・ガス加熱装置
２０１・・加熱ゾーン
２０２・・断熱保護カバー
２０３・・抵抗加熱ヒータ
２０４・・温度計
２０５・・亜鉛ガス温度計
３０・・コントロール装置
Ａ  ・・融体亜鉛の発生元
Ｂ  ・・計量手段
Ｃ  ・・ドロス処理手段
Ｄ  ・・亜鉛還元法シリコン製造装置
【図１】
2012073712.tif 000007
【図２】
2012073712.tif 000008
【図３】
2012073712.tif 000009
【図４】
2012073712.tif 000010
【図５】
2012073712.tif 000011
【図６】
2012073712.tif 000012
【図７】
2012073712.tif 000013
【国際調査報告】
2012073712.tif 000014
2012073712.tif 000015
2012073712.tif 000016
2012073712.tif 000017