(57)【要約】  本発明は、破砕された多結晶シリコンの柔軟な分級を可能にする装置に関し、該装置は、それが機械的な篩別装置および光電子式選別装置を包含し、その際、ポリ破片が機械的な篩別装置によってシリコンの微細成分とシリコンの残留成分とに分離され、かつシリコンの残留成分は光電子式選別装置を介してさらなる画分に分離されることを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
破砕された多結晶シリコンの柔軟な分級を可能にする装置であって、該装置が機械的な篩別装置および光電子式選別装置を包含し、その際、ポリ破片が機械的な篩別装置によってシリコンの微細成分とシリコンの残留成分とに分離され、かつシリコンの残留成分は光電子式選別装置を介してさらなる画分に分離されることを特徴とする、破砕された多結晶シリコンの柔軟な分級を可能にする装置。
【請求項２】
前記装置が多段階の機械的な篩別装置および多段階の光電子式選別装置を包含することを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項３】
機械的および／または光電子式分離装置がツリー構造の形で配置されていることを特徴とする、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
機械的な篩別装置が、アンバランスモーターを介して駆動される振動篩別機であることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
機械的な篩別装置の篩が１段より多い形で配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
２つの光電子式選別装置が使用されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
３つ以上の光電子式選別装置が使用されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記装置には、ポリ破片がそれに従って選別される選別パラメータ、および／またはポリ破片の運搬に影響を与える装置パラメータを装置の個々の部分において柔軟に調整することを可能にする上位に置かれた制御部が備え付けられていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
ポリ破片がそれに従って選別されるパラメータが、長さ、面積、形態、色または形の群から選択されることを特徴とする、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
以下で挙げられた装置の１つ以上の部分：
−コンベヤーの溝の流量
−機械的な篩の振動周波数
−選別のパラメータ
−吐出ノズルにおける圧力
が制御部によって変えられることを特徴とする、請求項８または９記載の装置。
【請求項１１】
機械的な篩別装置および／または光電子式選別装置に、分級されたポリシリコンの破片の定義されたパラメータのための測定装置が備え付けられており、その際、この測定装置は制御装置および調節装置のための制御部と結び付けられており、該装置は測定されたパラメータを統計学的に評価し、かつ所定のパラメータと比較し、かつ測定されたパラメータと所定のパラメータとの偏差が生じる場合に光電子式選別装置もしくは選別装置全体の選別パラメータの調整を、その時に測定されたパラメータが所定のパラメータに適合するように変化させることができることを特徴とする、請求項８から１０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
個々の選別段の間には磁気分離器（例えばプレート型磁石、ドラム型磁石またはベルト型磁石）が配置されていることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１３】
破砕された多結晶シリコン（ポリ破片）の柔軟な分級法において、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置を使用することを特徴とする、破砕された多結晶シリコン（ポリ破片）の柔軟な分級法。
【請求項１４】
ポリ破片を機械的な篩別装置によって篩別された微細画分と残留画分とに分離し、その際、篩別された微細画分をさらなる機械的な篩別装置によって画分１と画分２とに分離し、かつ残留画分を光電子式選別によって２つの画分に分離し、その際、これらの２つの画分をそれぞれさらなる光電子式選別によって４つのさらなる画分（画分３〜６）に細分することを特徴とする、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
篩別された微細画分が２０ｍｍ未満の粒度を有し、かつ残留画分が５ｍｍより大きい粒度を有し、かつ画分１が１０ｍｍ未満の粒度を有し、かつ画分２が２ｍｍ〜２０ｍｍの粒度を有し、かつ画分３が５ｍｍ〜５０ｍｍの粒度を有し、かつ画分４が１５ｍｍ〜７０ｍｍの粒度を有し、かつ画分５が３０ｍｍ〜１２０ｍｍの粒度を有し、かつ画分６が６０ｍｍより大きい粒度を有することを特徴とする、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
光電子式選別において、そのつどの選別パラメータに関してより大きい粒子数を有する画分をそのつど吐出すことを特徴とする、請求項１３から１５までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多結晶シリコンの破片(Bruchstuecke)を柔軟に分級するための装置および方法に関する。
【０００２】
高い純度のシリコンは、高純度クロロシランガスの化学気相蒸着法によって加熱された基材上に作製される。その際、シリコンは多結晶状でロッドの形において生じる。これらのロッドはさらなる使用のために粉砕されなければならない。破砕機として、例えば金属製のジョークラッシャーまたはロールクラッシャー、ハンマーまたはタガネが使用される。そのようにして得られた多結晶シリコンの破片（以下でポリ破片(Polybruch)と呼ぶ）は、引き続き、定義された破片の大きさに従って分級される。
【０００３】
ポリ破片を分級するために、例えばＥＰ１３９１２５２Ａ１、ＵＳ６，８７４，７１３Ｂ２、ＥＰ１３３８６８２Ａ２、またはＥＰ１５５３２１４Ａ２からの種々の機械的な篩別法が公知である。そのうえＥＰ１０４３２４９Ｂ１から、分級をともなう振動コンベヤーが公知である。この種の篩別装置はその機械的な機能原理に基づき、粒形に従った分離のみを可能にし、しかしながらそのつど所望された長さおよび／または面積に従った正確な分離は可能にしない。この篩別装置では、機械的な再構成なしに画分限界(Fraktionsgrenzen)の柔軟な調整ができない。
【０００４】
長さおよび／または面積に従う目的に合わせられた分離は、光電子式選別法(optoelektronische Sortierverfahren)によって達成されうる。そのような方法はポリシリコンに関して、例えばＵＳ６．２６５，６８３Ｂ１およびＵＳ６，０４０，５４４から公知である。しかしながらこの中で記載された方法は常に、特定のかつあらかじめ公知の供給流の分離に制限されている。とはいってもポリシリコンの破片の光電子式分離は、高い微細成分（破片＜２０ｍｍ ＞１質量％）が供給物中に存在する場合に、これによってより大きい破片の画像認識が著しく妨害されることから問題となる。そのため公知の装置を用いて柔軟にきわめて種々の出発画分を、例えば長さおよび／または面積に従って多数の粒等級に高い精度において分離することは可能ではない。加えて、より一層正確な選別結果をもたらす規則は記載されていない。
【０００５】
本発明の課題は、破砕された多結晶シリコン（ポリシリコン）の、有利にはそのポリ破片の長さおよび／または面積に従った柔軟な分級を可能にする装置を提供することであった。その際、破片の長さは、破片の表面上の２点間の最も長い直線として定義される。その際、破片の面積は、破片の平面に投影された最も大きい陰影面として定義される。
【０００６】
本発明は、機械的な篩別装置および光電子式選別装置を包含し、その際、ポリ破片が機械的な篩別装置によってシリコンの微細成分とシリコンの残留成分とに分離され、かつシリコンの残留成分は光電子式選別装置を介してさらなる画分に分離されることを特徴とする装置に関する。
【０００７】
この装置により、長さ、面積、形、形態、色および質量の任意の組み合わせに従ったポリ破片の選別が可能になる。
【０００８】
有利には、この篩別装置は、多段階の機械的な篩別装置と多段階の光電子式選別装置とから成る。
【０００９】
有利には、機械的および／または光電子式分離装置はツリー構造(Baumstruktur)の形で配置されている（図１を参照のこと）。ツリー構造の形における篩別装置および光電子式選別装置の配置により、直列の配置と比較してより正確な選別が可能になる。それというのも通過しなければならない分離段がより少なくなり、かつ各分離モジュールにて斥けられるべき量がより僅かなものとなるからである。加えてこのツリー構造はより短い経路を有し、それによって装置の摩耗および大きい破片の後粉砕がより僅かなものとなり、かつポリ破片のコンタミネーションはより僅かなものとなる。これら全ての事は装置およびそれと関連した方法の経済性を高める。
【００１０】
有利には、分級されるべきポリ破片の微細成分がまず機械的な篩別装置によってシリコンの残留成分から分離され、引き続き、多数の機械的な篩別装置によってさらなる画分に分離される。
【００１１】
機械的な篩別装置として、全ての公知の機械的な篩別機が使用されうる。有利には、アンバランスモーターを介して駆動される振動篩別機が使用される。篩別パッド(Siebebelag)として、メッシュ篩および多孔篩(Lochsiebe)が有利である。この機械的な篩別装置は、生成物流における微細成分の分離に用いられる。この微細成分は２５ｍｍまでの、有利には１０ｍｍまでの最大粒度までの粒度を含有する。それゆえ機械的な篩別装置は、有利には上で挙げられた粒度を分離するメッシュ幅を有する。それゆえこの機械的な篩は初めに、小さい破片種(Bruchsorten)（≦ＢＧ１）のみを分離するために小さい穿孔しか有さないので、篩が詰まることは稀であり、このことは装置の生産性を高める。問題となる大きいポリ破片は、小さい篩メッシュ幅にはたまりえない。
【００１２】
多段階の機械的な篩別装置によって、微細成分はなおさらなる画分に分離されうる。
【００１３】
篩別装置（篩別段）は、連続的にか、または例えばツリー構造のような他の構造の形で配置されていてもよい。有利にはこの篩は１段より多く、とりわけ有利には３段でツリー構造の形において配置されている。そうして例えば、第一の段におけるポリ破片の４つの粗粒画分（例えば画分１、２、３、４）への意図された区分に際して、画分１および２が画分３および４から分離される。次いで第二の段においては画分１が画分２から分離され、かつ平行に配置された第三の段においては画分３が画分４から分離される。
【００１４】
ポリシリコンの残留成分の選別は、画像技術およびセンサー技術における従来技術である全ての基準に従って行われうる。有利には光電子式選別が使用される。該選別は、ポリシリコンの破片の長さ、面積、形、形態、色および質量からの群から選択された１つ以上の基準、とりわけ有利には１〜３つの基準に従って行われる。とりわけ有利には、該選別はポリシリコンの破片の長さおよび面積に従って行われる。
有利には、シリコンの残留成分は、１つ以上の光電子式選別装置によってさらなる画分に分離される。有利には、ツリー構造の形で配置されている２つ、３つのまたはそれより多い光電子式選別装置が使用される。光電子式選別装置の光学的な画像認識は、"実際の"長さまたは面積が測定されるという利点を有する。これにより従来の機械的な篩別法と比べて、そのつど所望されたパラメータに従った破片のより正確な分離が可能になる。有利には、光電子式選別装置として、ＵＳ６，２６５，６８３Ｂ１にかまたはＵＳ６，０４０，５４４Ａに記載されているような装置が用いられる。それゆえこれらの文献が光電子式選別装置の詳細に関して指摘される。この光電子式選別装置は、ポリ破片を個別化するための装置およびポリ破片のためのすべり面（その際、該すべり面の角度は水平に位置調節が可能である）ならびに放射線源（該放射線源の放射線経路を通ってポリ破片が落下する）および形状検出装置（該装置は分級物の形状を、偏向装置を制御するコントロールユニットに伝送する）を包含する。
【００１５】
有利には、全ての光電子式選別段において生成物流は、組み込まれた振動コンベヤーの溝を介して個別化され、かつシュートを介して自由落下し、長さ、面積、体積（質量）、形、形態および色の群から選択された１つ以上の選別パラメータに従って分級を行う１つ以上のＣＣＤ色配列型カメラ(Farbzeilenkamera)を通過する。該破片のパラメータ認識のために、代替的に従来技術に公知の全ての電子センサー技術が使用されうる。測定値は上位に置かれた(uebergeordnete)制御装置および調節装置に伝達され、かつ例えばマイクロプロセッサーによって評価される。その際、生成物流からの破片を排出させるかまたは通過させるかどうかは、解決策(Rezept)において規定された選別基準との比較によって決められる。有利には、排出はノズルを介して圧縮空気パルスによって行われ、その際、圧力は、この解決策により、上位に置かれた制御部において調整可能である。その際、例えば画像認識装置下に配置されたバルブブロックを介して分離チャネル（圧縮空気ブロック）が制御され、かつ粒度に応じて配分された圧縮空気パルスがかけられる。
【００１６】
それゆえ有利には、本発明による装置には上位に置かれた制御部が備え付けられており、該制御部により、ポリ破片がそれに従って選別される選別パラメータおよび／またはポリ破片の運搬に影響を与える装置パラメータ（例えば運搬速度）を装置の個々の部分において柔軟に調整することが可能となる。有利には、ポリ破片がそれに従って選別される選別パラメータは、とりわけ有利には破片の長さ、面積、形態、色または形の群から選択された上記のパラメータを有する。
【００１７】
有利には、上位に置かれた制御部は、以下で挙げられた装置の部分：
−コンベヤーの溝の流量（例えば、アンバランスモーターの周波数の変化を介して）
−機械的な篩の振動周波数
−選別のパラメータ（破片の面積、長さ、色または形態、有利には長さおよび／または面積の限界）
−吐出ユニット(Ausblaseeinheiten)におけるフィード圧力
の１つ以上を変える。
【００１８】
有利には、ポリ破片がそれに従って選別される選別パラメータの大きさは、解決策の形で上位に置かれた制御部に記憶され、かつ機械的な篩別装置および／または光電子式選別における選択基準が解決策の選択を介して変えられ、該解決策は、次いで本発明による装置の個々の部分におけるそれと関連した選別パラメータの選択をもたらす。
【００１９】
有利な一実施態様において、本発明による装置は選別装置の後方に、分級された画分の質量収率を測定するための計量器を包含する。有利には、該装置は選別装置の後方に、完全自動式の箱形充填装置および箱形輸送装置を包含する。
【００２０】
該装置の有利な一実施態様は、機械的な篩別装置および／または光電子式選別装置に、分級されたポリシリコンの破片の定義されたパラメータのための測定装置が備え付けられており、かつこの測定装置は上位に置かれた制御装置および調節装置と結び付けられており、該装置は測定されたパラメータを統計学的に評価し、かつ所定のパラメータと比較し、かつ測定されたパラメータと所定のパラメータとの偏差が生じた際に、光電子式選別装置もしくは選別装置全体の選別パラメータの調整（例えば、機械的な篩別装置の周波数またはポリ破片の運搬速度）または解決策の選択を、その時に測定されたパラメータが所定のパラメータに合うように変化させることができることを特徴とする。
【００２１】
有利には、ポリシリコンの破片の長さ、面積、形、形態、色および質量の群からのパラメータが測定される。とりわけ有利には、ポリシリコンの破片の長さまたは面積はそのつどの画分内で測定され、かつ長さまたは面積分布の形で評価される（例えば５％、５０％または９５％分位点）。代替的に、篩出口で計量器の個々の篩画分の質量収率が決められる。さらに他の測定パラメータは、個々の光電子式選別装置にて算出された質量流量および粒子流量である。
【００２２】
所望された収率を安定下させるために、計量器を用いて検出された個々の画分の質量か、または光電子式分離装置中で測定された個々の破片画分の長さ分布のいずれかが考慮されうる。例えば大きい破片の発生量があまりにも大きすぎるか、または光学分離段により算出された破片分布の長さ平均値（実測値）（Ｉｓｔ−Ｗｅｒｔ）が基準値（Ｓｏｌｌ−Ｗｅｒｔ）を上回る場合、解決策において定められた論理に相応する分離限界が移行されえ、その結果、破片分布は目標に向けて移行する。
【００２３】
逆に小さい破片の割合が大きすぎる場合、例えば測定された粒子数を手がかりにして、装置に過剰に負荷をかけないよう運搬速度が適合されえかつ／または他の選別による解決策が選択される。
【００２４】
例えば光電子式選別装置においてオンラインモニタリングの範囲内で選別基準（例えば長さ分布、質量分布）に従って測定された、分級されたポリシリコンの破片の選別パラメータ（例えば画分の長さ平均値）は上位に置かれた制御装置および調節装置に伝達され、かつそこで所定の基準値と比較される。測定されたパラメータと所定のパラメータとの偏差が生じる場合、可変の選別パラメータ（例えば２つの画分間の分離限界またはモジュールによる運転方式）は制御装置および調節装置によって、測定されたパラメータが所定のパラメータに合うように変化させることができる。
【００２５】
有利には調節装置により、画分間の分離限界、コンベヤーの溝を介した流量または吐出ノズルにおける圧力が調節される。
【００２６】
本発明による装置の一変法において、個々の選別段の間には磁気分離器（例えばプレート型磁石、ドラム型磁石またはベルト型磁石）が備え付けられており、そうして金属異物体がポリシリコンの破片から除去され、かつポリシリコンの破片の金属コンタミネーションが減少されることになる。
【００２７】
有利には、制御装置および調節装置は、メモリープログラミング可能な制御部（ＳＰＳ）の形をとる制御システム(Leitsystem)から成り、該制御部を介して全ての部分装置（例えば機械的および光電子式選別装置、解決策の管理および調節論理をともなうオートメーション化された箱の取り扱い）の制御が管理されかつ調節される。部分装置の包括的な視覚化および操作は、上位に置かれた制御システムによって行なわれる。全ての部分装置の故障メッセージおよび動作メッセージは、故障もしくは動作メッセージのデータベース中に一緒にコピーして評価され、かつ視覚化される。
【００２８】
本発明による装置のための個々の装置と上位に置かれた制御部による論理的な連関との組み合わせによって初めて、種々の選別工程、すなわち種々の選別パラメータに従った選別工程を、装置の機械的な再構成を必ずしも必要とすることなく実施することが可能になる。
【００２９】
殊に本発明による装置により、柔軟な分離が供給物の様々の粒度分布において可能になる。非常に小さい（長さ＜４５ｍｍ）立方体の破片のみならず非常に大きい（長さ＞４５〜２５０ｍｍ）立方体の破片も、機械的な再構成なしに簡単なソフトウェア制御によって分級されうる。
【００３０】
本発明の範囲内で、任意のポリシリコン破片における光電子式選別装置の機能は、微細成分を必要とされる精度において分離するための機械的な篩の前接続によって初めて可能となる。光電子式選別装置に供給される供給材料中の高い微細成分は、選別の精度を非常に強く損なわせ、ましてや極端なケースにおいてはこの光電子式選別を危ういものとする。
【００３１】
本発明による装置により、破片の長さおよび／または面積に関して、純粋に機械的な篩別装置と比べてより高い分離精度が可能となる。該装置は、選別装置の指標値（例えば、個々の光電子式分離段での分離限界）としての選別パラメータ（例えば、光電子式篩別装置中で測定された粗粒画分（ＢＧ）の平均値）の応答メッセージを介して調節可能である。測定された質量収率を手がかりにして、制御および調節も解決策により適合させることができる。
【００３２】
本発明による装置により、選別基準（例えば長さ分布、質量分布）に従った供給材料の品質のオンラインモニタリング（例えば、破砕後の粒度分布の統計学的な評価）が可能となる。
【００３３】
そのうえ本発明は、ポリ破片を本発明による装置によって分級する方法に関する。
【００３４】
加えて有利には、ポリ破片は機械的な篩別装置によって篩別された微細画分と残留画分とに分離され、その際、篩別された微細画分は、さらなる機械的な篩別装置によって目標画分１と目標画分２とに分離され、かつ残留画分は、光電子式選別によって２つの画分に分離され、その際、これらの２つの画分はそれぞれ、さらなる光電子式選別によって４つのさらなる目標画分（目標画分３〜６）に細分される。
【００３５】
本発明による方法は高い生産性を有する。それというのも準備期間が、公知の分級装置のそれより短く、かつ機械的な篩のように詰まることがめったにないからである。
【００３６】
有利には、篩別された微細画分は２０ｍｍ未満の粒度を有し、残留画分は５ｍｍより大きい粒度を有し、目標画分１は１０ｍｍ未満の粒度を有し、目標画分２は２ｍｍ〜２０ｍｍの粒度を有し、目標画分３は５ｍｍ〜５０ｍｍの粒度を有し、目標画分４は１５ｍｍ〜７０ｍｍの粒度を有し、目標画分５は３０ｍｍ〜１２０ｍｍの粒度を有し、かつ目標画分６は６０ｍｍより大きい粒度を有する。
【００３７】
有利には、所望された目標画分の選別パラメータが上位に置かれた制御装置および調節装置に入力され、該装置により、所望されたポリ破片の目標画分の獲得のために選別装置のパラメータの相応する調整がもたらされる。選別装置のパラメータの調整は、本発明による装置に関して記載されているのと同じように行われる。
【００３８】
有利には、光電子式選別において、それぞれの選別パラメータに関してより大きい粒子数を有する画分はそのつど斥けられるかもしくは吐出される。
【００３９】
有利には、本発明による装置の上位に置かれた制御部での前調整された解決策が選択される。該解決策においては、選別装置の全てのパラメータおよび調節の調整値が定められている。有利には、生成物パラメータの測定ならびにポリシリコン破片の分級は以下で記載されているように行われる：
第一の機械的な篩別段の大きい粒子は、多段階の光電子式分離装置に供給される。全ての光電子式選別段において生成物流は、組み込まれた振動コンベヤーの溝を介して個別化され、かつシュートを介して自由落下し、長さ、面積、体積、形、形態および色の任意の組み合わせにおける１つ以上のパラメータに従って分級を行う１つ（以上）のＣＣＤ色配列型カメラを通過する。破片のパラメータ認識のために、代替的に従来技術に公知の全ての電子センサー技術が使用されうる。測定値は上位に置かれた制御装置および調節装置に伝達され、かつ例えばマイクロプロセッサーによって評価される。その際、生成物流からの破片を排出させるかまたは通過させるかどうかは、解決策において規定された選別基準との比較によって決定される。有利には、排出は圧縮空気パルスによって行われ、その際、圧力は、この解決策により、上位に置かれた制御部において調整可能である。その際、例えば画像認識装置下に配置されたバルブブロックを介して分離チャネル（圧縮空気ブロック）が制御され、かつ粒度に依存する、配分された圧縮空気パルスがかけられる。通過流および放出流(Abweisstrom)はその後、別々に連行され、次の光電子式選別段に供給される。代替的に、排出は水圧的または機械的に行ってもよい。意想外にも、長さに関してそのつどより小さい画分が吐出される場合、この画分はより高い粒子数を有するにも関わらず、より高い選別精度が達成されることが確かめられた。つまり従来技術からは、選別精度は放出成分の増大とともに低下すること、すなわち粒子数に関して"より小さい"画分における吐出（水力／機械的な除去）が、破片のより正確な分離をもたらすことが予想されうる。しかし意想外にも、長さ、または破片の面積分離に関して逆の運転方式により破片のより正確な分離が得られる。
【００４０】
センサーによる、有利には光学的画像認識による認識は、破片の"実際の"長さ、面積または形が測定されるという利点を有する。これにより一方では、従来の機械的な篩別法と比べて、例えば破片の長さに関してより正確な分離が可能になる。２つの分離されるべき画分の重なりはより僅かである。他方で分離限界は、機械それ自体に変化を施すことなく（例えば、篩別パッドの交換）、上位に置かれた制御部の所定のパラメータ（解決策）により任意に調整されうる。機械的な篩別と光電子式装置との本発明による組み合わせによって初めて、供給物の組成とは無関係に、大きい破片の大きさの範囲と同じように小さい範囲においても分離が可能である。
【００４１】
それに加えて"オンライン測定"により装置全体は、例えば分離限界が供給物に相応して直接修正されることによって調節されうる。
【００４２】
さらに本発明による装置における光電子式選別は、面積と長さとの組合せによって、破片のより正確な分離がそのつどの要件（例えば、破片の高い立方度(Kubizitaet)）に従って可能であるという利点を提供する。
【００４３】
本発明による装置を用いて分級されたシリコン破片の画分は捕集され、かつ有利には箱に充填される。有利には充填は、例えばＥＰ１３３４９０７Ｂに記載されているように自動化されている。
【００４４】
図１は、実施例の中で使用される装置の方法原理を示す。
【００４５】
図２は、事前に篩別をしなかった同じオプトニューマチック分離装置によるオプトニューマチック分離（従来技術）と比較した、実施例１からの選別の結果を示す。
【００４６】
図３は、実施例２に記載されたような、光電子式分離装置にて調整された選別限界（この場合、破片の長さ）の、そのようにして取得された画分の破片の大きさの分布に対する影響を示す。
【００４７】
以下の例は、本発明をさらに詳述するのに役立つ。
【００４８】
実施例において、ポリ破片の以下の破片の大きさを製造した：
ＢＧ０：５ｍｍ未満の分布を有する破片の大きさ
ＢＧ１：約２ｍｍ〜１２ｍｍの分布を有する破片の大きさ
ＢＧ２：約８ｍｍ〜４０ｍｍの分布を有する破片の大きさ
ＢＧ３：約２５ｍｍ〜６５ｍｍの分布を有する破片の大きさ
ＢＧ４：約５０ｍｍ〜１１０ｍｍの分布を有する破片の大きさ
ＢＧ５：約９０ｍｍ〜２５０ｍｍの分布を有する破片の大きさ
記載された長さは破片の最大長さに関し、その際、破片の８５質量％が表記された限界内での最大長さを有する。
【００４９】
実施例１：
ポリシリコンをシーメンス法によってロッドの形で析出させた。該ロッドをシーメンス反応器から取り外し、かつ従来技術に公知の方法（例えば、手による粉砕）に従ってポリシリコンの粗粒破片に破砕した。０〜２５０ｍｍのエッジ長さのかけらを有するこの粗粒破片を、供給装置、有利には漏斗を介して、この材料を本発明による装置に運搬するコンベヤーの溝に排出した。上位に置かれた測定装置および制御装置に、製造されるべき画分のためのパラメータを入力した。製造されるべき破片のそれぞれがさらに使用されることによって、そのつど所望された粒度分布が種々の画分においてそのつど規定されるので、該画分は一般に解決策として上位に置かれた測定装置および制御装置において定められており、かつそれに応じて選択される。本実施例においては、６つの異なる画分（ＢＧ０、１、２、３、４および５）を製造するための装置を使用した。解決策においては、そのつど光電子式および機械的選別装置および運搬技術の全てのパラメータが定められている。
【００５０】
大きい塊（ＢＧ５）の成分を有するポリ破片の選別のために、以下のパラメータを解決策において定めた：
ポリ破片の微細成分（ＢＧ０および１）を、約１０ｍｍのメッシュ幅を有する機械的な篩により分離除去し、引き続きこの分離除去した成分を、さらなる機械的な篩別装置、もしくは約４ｍｍのメッシュ幅を有するさらなる篩によりＢＧ０と１とに分離した。
【００５１】
粗粒成分（ＢＧ２、３、４および５）を、例えば周波数といった運搬特性が、同様に解決策において定められている運搬溝を介して光学的選別装置に供給し、かつ２つのツリー領域(Baumebenen)もしくは３つの光学段を介して以下のように分離した：第一の段では、ＢＧ３＆２をＢＧ４＆５から分離した。分離限界として、解決策において５５ｍｍの最大長さを定めた。ＢＧ３＆２を、第二の段もしくは解決策にて定められた２７ｍｍの分離限界においてＢＧ３と２とに分離した。ＢＧ４＆５は、第三の段および１００ｍｍの分離限界においてＢＧ４と５とに分離した。
【００５２】
長さに関してそのつどより小さい画分が吐出される場合、この画分はより高い粒子数を有するにも関わらず、より高い選別精度が達成された。主としてＢＧ５およびＢＧ４の質量割合を有する供給材料からの分離に際して、第一のモジュールにおいては粒子数に関して最も大きい画分"ＢＧ２＋ＢＧ３"を画分全体から吐出し、画分"ＢＧ４＋ＢＧ５"は吐出さなかった。同じように混合物"ＢＧ２＋ＢＧ３"から、粒子数に関してより大きい成分の"ＢＧ２"を吐出し、"ＢＧ３"は吐出さなかった。
【００５３】
種々の装置部分、例えば運搬溝の間には、金属コンタミネーションを分離するための磁石が取り付けられている。
【００５４】
図２は、事前に篩別をしなかった同じオプトニューマチック分離装置によるオプトニューマチック分離と比較した、この分級の結果を示す。供給物が、選択された長さ等級(Laengenklassen)に選別されえたことが良く読みとられる。従来の篩別法に比べて分離がより正確（例えば長さ）であることが見てとれる。従って、例えばＢＧ２／ＢＧ３の重なりに際して従来の分離が行われる場合、ＢＧ２の分布は約４５ｍｍで初めて終わり、しかし他方でＢＧ３の分布は２０ｍｍですでに始まる。重なりはつまり２５ｍｍである、本発明による方法の場合、ＢＧ２の分布は約４０ｍｍですでに終わり、他方でＢＧ３の分布は同時に２５ｍｍで初めて始まる。それゆえこの重なりは１５ｍｍにすぎず、そのため従来技術より４０％小さい。
【００５５】
実施例２：
所望された収率の安定化のために、ソフトウェアパラメータを個々の画分の分離限界に関して軽く変化させた。光電子式分離装置を制御するための解決策において、個々の画分における最大または最小の許容された破片の長さに関する値を数ミリメートル変えた（図３を参照のこと）。そうして吐出のための分離限界を、ＢＧ２と３との間では２７ｍｍから３１ｍｍへ、かつＢＧ３と４との間では５５ｍｍから５７ｍｍへ変化させた。数ミリメートルにすぎないこのプラグラム−パラメータ−変更は、すでに生成物の特性（例えば長さ分布）に見てとられ、すなわち個々の画分の分離限界は、高い精度で簡単な解決策選択によって柔軟にそれぞれの仕様に適合させることができ、またはオンライン制御の範囲内で所望された基準値に近づけることができる。
【００５６】
実施例３：
本発明による装置を用いたポリ破片の種々の粒度分布の分級。
【００５７】
ａ）主画分＞１００ｍｍを有するポリ破片の６つの画分（例えばＢＧ０〜ＢＧ５）への選別。
【００５８】
まず機械的によって、微細成分（＜１２ｍｍもしくはＢＧ０＋ＢＧ１）を粗粒成分から分離した。この分離除去した画分を、続く第二の機械的な篩によってさらに画分ＢＧ０とＢＧ１とに分離した。粗粒成分（≧ＢＧ２）を光電子式選別装置に供給し、かつ第一の分離段（モジュール１、もしくは第一のツリー領域）にて、より大きい（≧ＢＧ４）画分とより小さい（≦ＢＧ３）画分とに分離した（分離限界 ＢＧ３／ＢＧ４ 〜５０から７０ｍｍ）。これらの２つの画分を第二のツリー領域においてそれぞれさらなる分離段（モジュール２およびモジュール３）に供給し、かつ再度２つの画分ごとに分離した。（分離限界 ＢＧ２／ＢＧ３ 約２５〜４５ｍｍおよびＢＧ４／ＢＧ５ 約８５〜１２０ｍｍ）。そうして画分ＢＧ２、ＢＧ３、ＢＧ４およびＢＧ５を得た。より多くのまたはより幅の狭い画分への区分が所望される場合、第三のまたはより高いツリー領域におけるさらなる分離段（もしくはモジュール）が続いてもよい。
【００５９】
ｂ）主画分〜８０ｍｍを有するポリ破片の５つの画分（例えばＢＧ０〜ＢＧ４）への区分による選別。
α）方法は実施例３ａ）に相応するが、ただし第二のツリー領域において、より大きい画分のためのモジュールを機能停止にしていたので、画分≧ＢＧ４はさらに分離（吐出）しなかった。
β）代替的に、第一のモジュールにおいて混合物ＢＧ２〜ＢＧ４を画分≧ＢＧ３と画分ＢＧ２とに分離した。次いでＢＧ２を第二のツリー領域においてさらに分離せず、他方で画分≧ＢＧ３を第二の領域において画分ＢＧ２と画分ＢＧ４とに分離した。
【００６０】
ｃ）主画分〜４５ｍｍを有するポリ破片の４つの画分（例えばＢＧ０〜ＢＧ３）への区分による選別。
α）微細成分（ＢＧ０＋ＢＧ１）の分離を、実施例３ａ）と同じように行った。引き続き、残分、すなわちＢＧ２＋ＢＧ３とからの混合物をすでに第一の光学的モジュールにおいてＢＧ２とＢＧ３とに分離し、かつ第二のツリー領域における後続の機能停止させたモジュールにただ通過させる。
β）代替的に、第一の領域（モジュール）を機能停止し、かつ分離ＢＧ２〜ＢＧ３を第二のツリー領域において初めて実施した。
【００６１】
ｄ）主画分〜２５ｍｍを有するポリ破片の３つの画分（例えばＢＧ０〜ＢＧ２）への区分による選別。
微細成分（ＢＧ０＋ＢＧ１）の分離を、実施例３ａ）と同じように行った。引き続き、残分、すなわち例えばＢＧ２は、機能停止したモジュール１および２に通過させるか、もしくはどのツリー領域においても吐出さなかった。
【００６２】
ｅ）主画分＜２５ｍｍを有するポリ破片の２つの画分（例えばＢＧ０〜ＢＧ１）への区分による選別。
微細成分（ＢＧ０＋ＢＧ１）の分離を、実施例３ａ）と同じように行った。光学的選別装置に達する材料はない。
【００６３】
分級ａ）〜ｅ）は、装置の再構成を必ずしも必要とせずに本発明による装置を用いて可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施例の中で使用される装置の方法原理を示す図。
【図２】事前に篩別をしなかった同じオプトニューマチック分離装置によるオプトニューマチック分離と比較した、実施例１からの選別の結果を示す図。
【図３】実施例２に記載されたような、光電子式分離装置にて調整された選別限界の、そのようにして取得された画分の破片の大きさの分布に対する影響を示す図。
【図１】
2009532319.tif 000002
【図２】
2009532319.tif 000003
【図３】
2009532319.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月8日(2008.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
まず機械的な篩によって、微細成分（＜１２ｍｍもしくはＢＧ０＋ＢＧ１）を粗粒成分から分離した。この分離除去した画分を、続く第二の機械的な篩によってさらに画分ＢＧ０とＢＧ１とに分離した。この粗粒成分（≧ＢＧ２）を光電子式選別装置に供給し、かつ第一の分離段（モジュール１、もしくは第一のツリー領域）にて、より大きい（≧ＢＧ４）画分とより小さい（≦ＢＧ３）画分とに分離した（分離限界 ＢＧ３／ＢＧ４ 〜５０から７０ｍｍ）。これらの２つの画分を第二のツリー領域においてそれぞれさらなる分離段（モジュール２およびモジュール３）に供給し、かつ再度２つの画分ごとに分離した。（分離限界 ＢＧ２／ＢＧ３ 約２５〜４５ｍｍおよびＢＧ４／ＢＧ５ 約８５〜１２０ｍｍ）。そうして画分ＢＧ２、ＢＧ３、ＢＧ４およびＢＧ５を得た。より多くのまたはより幅の狭い画分への区分が所望される場合、第三のまたはより高いツリー領域におけるさらなる分離段（もしくはモジュール）が続いてもよい。
【国際調査報告】
2009532319.tif 000005
2009532319.tif 000006
2009532319.tif 000007
2009532319.tif 000008