(57)【要約】    【課題】金属シリコン粉末を流動層内で塩化してシリコン塩化物を製造するに際し、金属シリコン微粉末の戻し配管の閉塞が少なく、安定した操業が可能なシリコン塩化物の製造方法を提供する。    【解決手段】流動層炉のサイクロンに連接される戻し配管６の配管断面積（Ｓ１）と戻し配管の粉末排出口７の鉛直投影面積（Ｓ２）との関係が「０．２≦（Ｓ２／Ｓ１）≦０．８」を満たし、戻し配管の内径（Ｄ１）と粉末排出口から流動ガス送気ノズル８までの距離（Ｄ２）が「０．２≦（Ｄ２／Ｄ１）≦８」を満たすように構成された戻し配管を用いる。さらに、Ｓ１と戻し配管の粉末排出口の開口面積（Ｓ３）との関係が「０．２≦（Ｓ３／Ｓ１）≦０．８」を満たすものであれば、戻し配管の閉塞抑制効果は一層向上する。【選択図】図２
2008133147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属シリコン粉末を塩化水素を含有するガスまたは水素と塩化珪素を含有するガスと流動層内で反応させて目的のシリコン塩化物を得て、流動層炉から排出されるシリコン塩化物含有ガスからサイクロンで金属シリコン微粉末を分離回収し、回収された金属シリコン微粉末を戻し配管で流動層へ戻すシリコン塩化物の製造方法であって、
戻し配管の配管断面積（Ｓ１）と戻し配管の粉末排出口の鉛直投影面積（Ｓ２）との関係が下記（１）式を満たし、
０．２≦（Ｓ２／Ｓ１）≦０．８    ・・・（１）
戻し配管の内径をＤ１とし、粉末排出口から戻し配管途中に設けられた流動ガス送気ノズルまでの距離をＤ２とするときに、Ｄ１とＤ２が下記（２）式を満たすことを特徴とするシリコン塩化物の製造方法。
０．２≦（Ｄ２／Ｄ１）≦８        ・・・（２）
【請求項２】
戻し配管の配管断面積（Ｓ１）と戻し配管の粉末排出口の開口面積（Ｓ３）との関係が下記（３）式を満たすことを特徴とする請求項１に記載のシリコン塩化物の製造方法。
０．２≦（Ｓ３／Ｓ１）≦０．８    ・・・（３）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属シリコン粉末と、塩化水素を含有するガスまたは水素と塩化珪素を含有するガスとを流動層内で反応させるシリコン塩化物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属シリコン粉末と、塩化水素を含有するガスまたは水素と塩化珪素を含有するガスとを反応させることにより、トリクロロシランが四塩化珪素などの副生物（これらの反応生成物を、ここでは「シリコン塩化物」と記す）とともに生成する。その後、蒸留工程を経て得られる超高純度のトリクロロシランは、多結晶シリコンの原料として用いられ、得られる多結晶シリコンは、例えば、半導体デバイスの基板として用いられるシリコン単結晶の原料として、あるいは太陽電池の基板などとして広く使用される。
【０００３】
前記の金属シリコン粉末と、塩化水素を含有するガスまたは水素と塩化珪素を含有するガスとの反応は、金属シリコンの微粒子に反応ガスを吹き込んで微粒子を流動化させた流動層内で行われる。
【０００４】
この流動化法は、固体と気体との接触頻度を著しく高め、反応の効率化を図ることができるため、例えば、固体触媒を使用する気体反応、石炭を燃焼させる流動層ボイラー、都市ごみやスラッジを焼却する流動層焼却炉など、気−固触媒反応や気−固反応に利用され、また、流動層乾燥器などとして物理操作にも応用されている。
【０００５】
図１は、アクリロニトリル製造用の反応器の概略構成例を示す図である。反応器１内に空気を供給して固体触媒の流動層２を形成させ、この流動層２内に原料であるアンモニアとプロピレンを導入して反応させ、アクリロニトリルを合成する。触媒が微粒状なので、系外へ放出される微粒子を分離回収するための多段のサイクロン３が反応器１内に設けられている。なお、過度の発熱を抑えて流動層２の温度を所定範囲内に調節するため、冷却管４が取り付けられている。
【０００６】
生成したアクリロニトリルを含むガスは、微粒の固体触媒を伴ってガス導入口５からサイクロン３に入り、触媒が分離回収された後、生成ガスとして反応器１から排出される。サイクロン３で捕集された微粒の固体触媒は戻し配管６を経て流動層２内に戻され、触媒として再度使用される。
【０００７】
このように、流動層を用いた機器では、多くの場合微細化した粒子が気体とともに放出されるが、特に反応用流動層ではこの微粒子中に有用成分が残存しており、それを回収して流動層で再利用するため、一般的には構造の簡単なサイクロン（固気分離器）が反応器（流動層炉）内に設けられている。
【０００８】
しかし、このサイクロンで回収した微粒子を流動槽内に戻すとき、その配管（前記図１に例示した、戻し配管６）が詰まり、サイクロン内に微粒子が堆積してサイクロンの機能が果たされない場合が往々にして生じる。また、操業の如何によっては戻し配管での微粒子の逆流（吹き上がり）が生じる場合もある。
【０００９】
そのため、通常は、戻し配管の先端に重量弁が取り付けられている。重量弁の外面には流動層を構成する固体粒子と気体による圧力が作用しているため、当初は弁が閉止した状態にあるが、戻し配管内に微粒子が堆積してその圧力（内面の圧力）が外面の圧力を超えると弁が開き、戻し配管内の微粒子は流動槽内に戻される。その結果、外面の圧力が内面の圧力を上回り、弁は再び閉止する。
【００１０】
しかしながら、この重量弁はステンレス鋼（ＳＵＳ系）等の金属ヒンジを用いた構造なので、例えば金属シリコンなどの硬い粒子が流動層の構成粒子となる場合、摩耗により金属ヒンジが短期間で回転不良になり、または高温での劣化により作動不良に陥るという実用上看過し得ない問題がある。
【００１１】
また、例えば特許文献１では、重量弁により粒子排出管（戻し配管に相当する）内の微粒子を流動槽内に戻す操作が繰り返される結果、流動層を構成する粒子が微細化し、流動層の嵩密度が減少して嵩（体積）が増大し、そのため流動面の上面が上昇し、粒子排出管内の微粒子の上面も上昇してサイクロン本体に達し、サイクロンが機能しなくなるという問題がある、としている。
【００１２】
そのため、同特許文献では、粒子排出管の途中に水素ガス、アルゴンガスなどのシールガスを供給して、該粒子排出管を通って上昇するガス流により、サイクロンにおいて系外へ排出されるガスから分離された微粒子のシール流動層を生成させ、粒子排出管（戻し配管）での吹き上がりを防止できるように構成されたサイクロン、およびこれを備える流動層反応装置が提案されている。なお、この装置では、流動層の嵩密度が減少して流動面の上面が上昇し過ぎたときには、シールガスの供給量を低減または停止し、あるいは増大させて、シール流動層を減少乃至消失させ、意図的に戻し配管での吹き上がりを生じさせて微粒子を強制排出して流動層の嵩密度を正常域に戻している。
【００１３】
しかし、本発明者が、この戻し配管の途中にシールガスを吹き込むことによって戻し配管での吹き上がりを防止する技術を金属シリコン粉末の流動層において適用し、調査したところ、戻し配管の閉塞の問題は解決されず、戻し配管の先端部分での閉塞頻度が高いことが判明した。加えて、流動層の嵩密度の減少による流動面上面の過度の上昇を抑えるために微粒子の断続的な強制排出を行うので、原料歩留まりが少なからず悪化した。
【００１４】
また、シールガスに水素を用いた場合、流動層への送気ガス（四塩化珪素と水素を使用）とシールガスとが混合される場所（サイクロン下部の粒子面）においてガス中の水素分圧が上昇し、シリコンが析出して、シールガス導入管の閉塞の原因となることがわかった。さらに、シールガスの流量が多い場合は、微粉末が飛散し、少ない場合は、シール流動層の形成が不十分となるので、シールガスの流量管理を厳密に行わなければならず、操業が難しいという問題もある。
【００１５】
一方、前記図１に示したような流動層とは異なる方式の循環流動層が下水汚泥や都市ごみ等の燃焼や熱分解に用いられている。この循環流動層は、流動層に多量の流動ガスを送気して流動層を意図的に吹き上がらせ、流動ガスを、「流動層」→「サイクロン」→「戻し配管」→「流動層」の経路内に大量に循環させる方式である。この循環流動層は、反応速度は大きいが、原料歩留まりが悪い上に、金属シリコン粉末の塩化に要求される反応安定化のための細やかな制御は困難なので、金属シリコン粉末の塩化に採用することはできない。
【００１６】
従来から、金属シリコン粉末を流動層内で塩化してシリコン塩化物を製造するに際し、戻し配管での閉塞が少なく、安定した操業が可能で、かつ原料歩留まりの高い製造方法が求められてきたが、この要請に十分に応え得る技術の開発は未だなされていないのが現状である。
【００１７】
【特許文献１】特開平９−１９４２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、その目的は、金属シリコン粉末と、塩化水素を含有するガスまたは水素と塩化珪素を含有するガスとを流動層内で反応させてシリコン塩化物を製造するに際し、サイクロンで回収された金属シリコン微粉末の流動層での再利用のために設けられている戻し配管の閉塞が少なく、定常的に安定した操業が可能で、原料歩留まりの高いシリコン塩化物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者は、上記の目的を達成するために、特に閉塞頻度が高い戻し配管の先端部分での閉塞について詳細に調査した。その結果、戻し配管の先端では粉末が十分に流動していない、すなわち流動状態が良好に維持されていない部位が生じやすく、かつ流動層炉内は高温になっているので、その部位が焼結等により徐々に固化され、粉体の特性が損なわれて配管の詰まりが生じることがわかった。
【００２０】
そこで、粉末の流動が不十分な部位をなくするために、戻し配管の開口部（粉末排出口）の形状、面積等を適切に定めるとともに、戻し配管の先端近傍に送気ノズルを設け、流動層内のガスの一部を強制的に送り込んだところ、配管の詰まりを抑制できることを確認した。
【００２１】
本発明の要旨は、下記のシリコン塩化物の製造方法にある。
【００２２】
すなわち、金属シリコン粉末を塩化水素を含有するガスまたは水素と塩化珪素を含有するガスと流動層内で反応させて目的のシリコン塩化物を得て、流動層炉から排出されるシリコン塩化物含有ガスからサイクロンで金属シリコン微粉末を分離回収し、回収された金属シリコン微粉末を戻し配管で流動層へ戻すシリコン塩化物の製造方法であって、戻し配管の配管断面積（Ｓ１）と戻し配管の粉末排出口の鉛直投影面積（Ｓ２）との関係が下記（１）式を満たし、
０．２≦（Ｓ２／Ｓ１）≦０．８    ・・・（１）
戻し配管の内径をＤ１とし、粉末排出口から戻し配管途中に設けられた流動ガス送気ノズルまでの距離をＤ２とするときに、Ｄ１とＤ２が下記（２）式を満たすことを特徴とするシリコン塩化物の製造方法である。
【００２３】
０．２≦（Ｄ２／Ｄ１）≦８        ・・・（２）
ここでいう「シリコン塩化物」とは、シリコンと塩化水素を含有するガス、またはシリコンと水素、塩化珪素を含有するガスとの反応により生成する塩素を含むシリコンの化合物を意味する。主にはトリクロロシランと四塩化珪素である。なお、塩化珪素としては、四塩化珪素、六塩化二珪素などがあるが、通常は四塩化珪素が用いられる。
【００２４】
「配管断面積（Ｓ１）」とは、戻し配管の内部の断面積で、配管の軸（中心線）方向に垂直な面における断面積である。なお、戻し配管の直径が一定でない場合の配管断面積（Ｓ１）は、粉末排出口から戻し配管に沿って上流方向に１０ｃｍから３０ｃｍまでの区間における１ｃｍ区切りの合計２１箇所での配管断面積を測定し、その平均値を配管断面積（Ｓ１）とする。
【００２５】
「粉末排出口の鉛直投影面積（Ｓ２）」とは、粉末排出口を下方から見たときの投影面積、つまり下向きの開口面積である。
【００２６】
「戻し配管の内径（Ｄ１）」とは、粉末排出口から戻し配管に沿って上流方向に１０ｃｍから３０ｃｍまでの区間の平均内径である。
【００２７】
また、「粉末排出口」は、距離Ｄ２を決める基準でもあるが、「粉末排出口」が水平に形成されている場合はその水平の面を、「粉末排出口」が斜めにカットされている場合は、粉末排出口面の重心を含む水平の面を基準とする。なお、粉末排出口からの距離を求める際に、戻し配管が屈曲している場合などは、前記の基準から配管の中心線に沿った距離を測定する。
【００２８】
前記シリコン塩化物の製造方法において、さらに、戻し配管の配管断面積（Ｓ１）と戻し配管の粉末排出口の開口面積（Ｓ３）との関係が下記（３）式を満たすこととすれば、戻し配管の閉塞抑制効果は一層向上する。
【００２９】
０．２≦（Ｓ３／Ｓ１）≦０．８    ・・・（３）
【発明の効果】
【００３０】
本発明のシリコン塩化物の製造方法によれば、金属シリコン粉末と、塩化水素を含有するガスまたは水素と塩化珪素を含有するガスとを流動層内で反応させてシリコン塩化物を製造する際に、流動層炉から排出されるシリコン塩化物含有ガスに伴って排出され、サイクロンで回収された金属シリコン微粉末の流動層での再利用のために設けられている戻し配管の閉塞が少なく、定常的に安定した操業が可能である。これにより、高い原料歩留まりを維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明のシリコン塩化物の製造方法について、図面を参照して具体的に説明する。
【００３２】
本発明のシリコン塩化物の製造方法は、前記の通り、金属シリコン粉末を、塩化水素を含有するガスまたは水素と塩化珪素を含有するガスと流動層内で反応させて目的のシリコン塩化物を得て、流動層炉から排出されるシリコン塩化物含有ガスからサイクロンで金属シリコン微粉末を分離回収し、回収された金属シリコン微粉末を戻し配管で流動層へ戻すシリコン塩化物の製造方法であって、開口部（粉末排出口）の形状の変更、流動ガス（流動層内のガス）を戻し配管内に送り込むための送気ノズルの取り付け等の改良を施した特殊な構造の戻し配管を用いて、前記回収された金属シリコン微粉末を流動層へ戻しつつ操業を行う製造方法である。
【００３３】
前記の流動層炉内には流動層が形成されており、流動層内での反応により得られるシリコン塩化物を含有するガス中に含まれる金属シリコン微粉末を分離回収するためのサイクロンが取り付けられている。サイクロンの下方部には戻し配管が連接されている（図１参照）。なお、サイクロンは、流動層炉外に取り付けられている場合もある。
【００３４】
図２は、流動層炉のサイクロンに連接された戻し配管の先端近傍の縦断面を模式的に示す図で、（ａ）は本発明の製造方法の実施に用いられる戻し配管例であり、（ｂ）および（ｃ）は従来用いられあるいは提案されている配管例である。
【００３５】
図２において、従来用いられている戻し配管６は、（ｂ）に示すように、配管の先端近傍が直管型である。また、（ｃ）は前掲の特許文献１に記載されている開口部（粉末排出口）が横向きの戻し配管で、前記図１に示した戻し配管もこのタイプに含まれる。
【００３６】
これに対し、本発明の製造方法の実施に用いられる戻し配管６は、図２（ａ）に示すように、粉末排出口７の形状に改良が加えられ、かつ配管６の途中に、つまり粉末排出口７のレベルから上方へ距離Ｄ２の位置に流動ガス送気ノズル８が設けられ、この送気ノズル８から流動ガス（流動層内のガス）を注入できるように構成されている。なお、図中に示した符号Ｃは、斜めにカットされている粉末排出口７面の重心に相当する位置である。
【００３７】
本発明の製造方法では、戻し配管の配管断面積（Ｓ１）と戻し配管の粉末排出口の鉛直投影面積（Ｓ２）との関係が下記（１）式を満たすこととする。
【００３８】
０．２≦（Ｓ２／Ｓ１）≦０．８    ・・・（１）
このように規定するのは、（Ｓ２／Ｓ１）が０．２未満であれば、流動層炉側（つまり、粉末排出口側）から戻し配管内への流動ガスの流入量が少なすぎ、戻し配管の先端付近における流動状態が良好に維持されず、その部位で粉体の固化が生じやすいからである。戻し配管の途中に設けた送気ノズルからの流動ガス量を増加させれば戻し配管の閉塞をある程度は抑制できるが、流動ガス量の増加が吹き上がりの原因になりやすく、戻し配管内を安定した流動状態に維持することは難しい。一方、（Ｓ２／Ｓ１）が０．８を超えると、流動層炉側からの流動ガスの流入量が多すぎて、流動ガス送気ノズルからの流動ガスを停止しても吹き上がりが発生しやすくなる。
【００３９】
本発明の製造方法では、戻し配管の内径をＤ１とし、粉末排出口から戻し配管途中に設けられた流動ガス送気ノズルまでの距離をＤ２とするときに、Ｄ１とＤ２が下記（２）式を満たすこととする。言い換えると、送気ノズルの取り付け位置を、粉末排出口から上方へ戻し配管の内径Ｄ１の０．２倍乃至８倍の位置とするのである。
【００４０】
０．２≦（Ｄ２／Ｄ１）≦８        ・・・（２）
このように規定するのは、Ｄ２がＤ１の０．２倍未満であれば、すなわち、図２（ａ）において、送気ノズル８の取り付け位置が重心位置Ｃのレベルに近く、下方に偏している場合は、送気ノズルから注入される流動ガスの大半が流動層炉内へ流出し、戻し配管内の流動状態を安定的に維持することが難しいからである。一方、Ｄ２がＤ１の８倍を超えると、送気のズルの取り付け位置が高すぎて、送気ノズルから戻し配管へ送り込まれるガスの流動作用が戻し配管の先端付近には作用しないため、戻し配管の先端付近の閉塞防止効果が不十分となる。
【００４１】
前記（Ｄ２／Ｄ１）の望ましい範囲は、「０．８≦（Ｄ２／Ｄ１）≦４」で、この条件を満たすことにより、戻し配管の閉塞防止効果はより一層向上する。
【００４２】
本発明の製造方法を実施するに際し、戻し配管への流動ガス注入量〔Ａ（ｍ3／ｍｉｎ）〕は、例えば、以下のように定めればよい。すなわち、流動層を流動状態に維持し、戻し配管への流動ガス量を次第に増加していき、吹き上がりが始まるときの流動ガス注入量〔Ａ(max)〕をあらかじめサイクロンからの排気から検知しておいて、「Ａ(max)×０．１５≦Ａ≦Ａ(max)×０．７」の範囲に流動ガス注入量（Ａ）を設定すればよい。
【００４３】
上述した本発明のシリコン塩化物の製造方法において、さらに、戻し配管の配管断面積（Ｓ１）と戻し配管の粉末排出口の開口面積（Ｓ３）との関係が下記（３）式を満たすこととすれば、戻し配管の閉塞抑制効果は一層向上する。
【００４４】
０．２≦（Ｓ３／Ｓ１）≦０．８    ・・・（３）
この規定は、戻し配管の形状を、粉末排出口の開口面積が戻し配管の断面積の０．２倍乃至０．８倍の、先細りの排出口を持ったものとすることを意味する。すなわち、戻し配管の粉末排出口を、その鉛直投影面積を小さくすること（前記（１）式による規定）に加え、実際の開口面積も小さくするのである。これにより、粉末排出口の鉛直投影面積を小さくするだけでは吹き上がりを十分に防止できない場合であっても、確実に防止することができる。
【００４５】
（Ｓ３／Ｓ１）を０．２以上とするのは、０．２未満では流動層炉側からの流動ガスの流入が過小となるのみならず、粉末排出口から粉末が流れ出にくくなり、戻し配管の先端部分での閉塞の原因となる恐れがあるからである。また、（Ｓ３／Ｓ１）を０．８以下とするのは、０．８を超えると流動ガスの流入が過大となり、吹き上がりの発生を確実に防止するためには望ましくないからである。
【００４６】
図３は、先細りの粉末排出口を持った戻し配管の先端近傍の縦断面を模式的に示す図である。（ａ）は（Ｓ３／Ｓ１）が０．８、（ｂ）は（Ｓ３／Ｓ１）が０．３の場合である。この場合は、粉末排出口の鉛直投影面積と実際の開口面積は同じである。また、送気ノズルの取り付け位置は（ａ）、（ｂ）とも同じで、（Ｄ２／Ｄ１）が０．８である。すなわち、（ａ）、（ｂ）いずれも本発明で規定する条件を満たす戻し配管である。
【００４７】
一方、図３の（ｃ）は送気ノズルの取り付け位置が粉末排出口に近すぎ、排出口面に同じとなっている場合で、本発明で規定する条件から外れる戻し配管である。
【００４８】
図４は、サイクロンが流動層炉の外側に設けられている戻し配管の縦断面を模式的に示す図である。戻し配管は流動層炉内へ斜め下方に挿入されているが、先端近傍は下向きに構成されているので、粉末排出口の形状、送気ノズルの取り付け等について、鉛直下向きの戻し配管の場合と同様に規定すれば、本発明の製造方法で使用できる。
【００４９】
戻し配管の流動層炉内での設置位置は、特に限定されず任意であるが、流動層炉の中心部近傍よりも、炉壁側へ偏った位置、すなわち、半径を１００（無次元数）としたとき、流動層炉の中心から炉壁方向へ５０〜９０の範囲にある位置、より望ましくは８０〜９０の範囲にある位置に配設するのが望ましい。流動層炉の中心部近傍に比べて、炉壁に近い位置の方が上昇流動ガス量が少なく、また、下方に移動する傾向があるので、戻し配管中の微粉末が流動層内へ戻りやすいからである。
【００５０】
以上説明したように、本発明のシリコン塩化物の製造方法は、流動層炉側から戻し配管への流動ガス流入量が多すぎず少なすぎず、言い換えると、“適度に”粉末排出口から戻し配管の先端近傍に流動ガスが入ってくる状態にしておき、そこに流動ガスを戻し配管途中に別途注入し、その相乗効果によって戻し配管内の流動状態を安定的に維持する方法である。
【００５１】
この本発明の製造方法によれば、戻し配管の閉塞が少なく、安定した操業が可能であり、吹き上がりが抑制されるので、高い原料歩留まりでシリコン塩化物を製造することができる。前掲の特許文献１に記載されるシールガスを使用しないので、操作が簡単であるという利点もある。
【００５２】
なお、前述した循環流動層では、大量の流動ガスを循環させるので戻し配管内と流動槽内の粉末の粒径が近いのに対し、本発明のシリコン塩化物の製造方法において流動層炉に形成される流動層では、流動層内よりも戻し配管内の粉末粒径が遙かに小さいという違いがある。そのため、循環流動層では有効な閉塞防止法であっても、本発明の製造方法に係る循環式でない流動層では、十分な効果が得られないものと推測される。
【実施例】
【００５３】
開口部（粉末排出口）の形状に改良を加えるとともに、送気ノズルを取り付けた戻し配管を用いて、本発明の製造方法を実施し、原料ロスおよび戻し配管の平均寿命を調査して、本発明の効果を確認した。なお、「原料ロス」を調査することにより原料歩留まりの良否を評価できる。また、「平均寿命」は戻し配管の閉塞頻度のバロメータである。戻し配管が一度閉塞すると、配管内で粉末が焼結するため流動ガスを注入しても閉塞状態の修復ができず、戻し配管の交換等が必要となるからである。
【００５４】
〔実施条件の諸元〕
戻し配管内径            ：７６ｍｍ（配管断面積形状は円形）
戻し配管断面積          ：４５ｃｍ2（７．６×７．６×３．１４／４）
流動槽内温度            ：５００℃（流動層の炉床から吹き込むガスの温度）
流動層へ送気するガス成分：水素＋四塩化珪素
流動層へ投入する粉末原料：金属シリコン（純度９９質量％以上の珪素）
上記実施条件で本発明の製造方法を実施し、原料ロスおよび戻し配管の平均寿命を調査した。なお、比較のために、従来の送気ノズルのない戻し配管や、送気ノズルがあっても本発明で定める条件から外れる戻し配管を用いた場合についても同様の調査を行った。調査結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
2008133147.tif 000003
【００５６】
表１において、「原料ロスα」は、原料である金属シリコンの炉外への排出が最大であった場合（表１のＮｏ．１）を１００（基準）として表した相対値であり、「平均寿命β」は、戻し配管の交換等が必要で平均寿命が最短であった場合（表１のＮｏ．２）を１（基準）として表した相対値である。また、「評価指数」は、原料ロスと戻し配管の平均寿命の双方を考慮した総合評価を行うために導入した指数であり、「総合評価」の欄の×印、○印等の基準は以下のとおりである。評価指数が５０以上であれば、良好とした。
【００５７】
×      ：評価指数４９以下
○      ：評価指数５０〜９９
○○    ：評価指数１００〜１４９
○○○  ：評価指数１５０〜１９９
○○○○：評価指数２００以上
表１に示した結果から明らかなように、本発明例（Ｎｏ．３〜Ｎｏ．１３）では評価指数が５７以上で、総合評価がいずれも○印以上であった。特に、粉末排出口の開口面積（Ｓ３）が戻し配管の断面積（Ｓ１）の０．２倍乃至０．８倍の、先細りの排出口を持った戻し配管を用いた場合（Ｎｏ．９〜Ｎｏ．１３）、総合評価は○○○印または○○○○印で、極めて良好な結果が得られた。なお、Ｎｏ．７は前記図２（ａ）の戻し配管を用いた場合に、Ｎｏ．９は前記図３（ａ）の戻し配管を用いた場合に、また、Ｎｏ．１１は図３（ｂ）の戻し配管を用いた場合に相当する。
【００５８】
これに対して、配管の先端近傍が直管型の戻し配管（前記図２（ｂ）に相当する配管）を用いた比較例１では、吹き上がりが起こりやすいため原料ロスが極端に大きく、また、開口部（粉末排出口）が横向きの戻し配管（図２（ｃ）に相当する配管）を用いた比較例２では、配管の閉塞が起こりやすかった。また、比較例１４は送気ノズルの取り付け位置が粉末排出口に近すぎる戻し配管（図３（ｃ）に相当する配管）を用いた場合、比較例１５は送気ノズルの取り付け位置が粉末排出口から遠すぎる戻し配管を用いた場合で、いずれも配管の先端部分での閉塞が起こりやすかった。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明のシリコン塩化物の製造方法は、金属シリコン粉末を流動層内で塩化水素を含有するガスなどと反応させてシリコン塩化物を製造する際に、サイクロンで回収された金属シリコン微粉末を、送気ノズルの取り付け等、構造に改良を施した戻し配管を用いて流動層へ戻しつつ操業を行う製造方法で、戻し配管の閉塞が少なく、定常的に安定した操業が可能であり、高い原料歩留まりを維持することができる。
【００６０】
したがって、本発明の製造方法は、シリコン塩化物の製造、とりわけトリクロロシランや、これを原料とする多結晶シリコンの製造に有効に利用し得る方法である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】アクリロニトリル製造用の反応器の概略構成例を示す図である。
【図２】流動層炉のサイクロンに連接された戻し配管の先端近傍の縦断面を模式的に示す図で、（ａ）は本発明の製造方法の実施に用いられる戻し配管例であり、（ｂ）および（ｃ）は従来の戻し配管例である。
【図３】先細りの粉末排出口を持った戻し配管の先端近傍の縦断面を模式的に示す図である。
【図４】サイクロンが流動層炉の外側に設けられている戻し配管の縦断面を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１：反応器
２：流動層
３：サイクロン
４：冷却管
５：ガス導入口
６：戻し配管
７：粉末排出口
８：送気ノズル
【図１】
2008133147.tif 000004
【図２】
2008133147.tif 000005
【図３】
2008133147.tif 000006
【図４】
2008133147.tif 000007