(57)【要約】      （修正有）【課題】亜鉛還元法に基づくシリコンの製造時に生じる排気ガスから、困難な操作技術や頻度が高いメンテナンス操作を必要とせずに、塩化亜鉛および／または亜鉛を容易且つ効率良く回収できる回収装置を提供する。【解決手段】回収装置は、塩化亜鉛および／または亜鉛を回収するために用いられ、特定の、ハウジング部Ａと、供給口Ｂと、回転部Ｃと、スクレーパーＤと、格納庫Ｅと、排気口Ｆとを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2013159520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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得るための亜鉛還元容器から排出される、塩化亜鉛ガスを含む排気ガスから、塩化亜鉛および／または亜鉛を分離して回収するための回収装置であって、
ハウジング部（Ａ）と、
前記排気ガスをハウジング部（Ａ）の内部に供給できるように、ハウジング部（Ａ）に設置された供給口（Ｂ）と、
柱状体（ｃ２１）、当該柱状体（ｃ２１）の２つの底面のそれぞれの重心に設置されている回転軸（ｃ１）、および回転面で前記排気ガスを冷却して、塩化亜鉛および／または亜鉛を固化させるための冷却手段（ｃ２）を有し、且つ、回転軸（ｃ１）を中心に回転できるように、ハウジング部（Ａ）内部に設置された回転部（Ｃ）と、
前記回転部（Ｃ）の回転面に近接または接触し、且つ、固化した塩化亜鉛を掻き落とせるように、ハウジング部（Ａ）内部に設置されたスクレーパー（Ｄ）と
前記スクレーパー（Ｄ）により掻き落とされた塩化亜鉛および/または亜鉛を収納できるように設置された粉粒体格納庫（Ｅ）と、
前記粉粒体格納庫（Ｅ）の内部のガスを粉粒体格納庫（Ｅ）の外部に排出できるように、該粉粒体格納庫（Ｅ）に設置された排気口（Ｆ）と
を備えることを特徴とする回収装置。
【請求項２】
前記排気ガスが、塩化亜鉛ガスの他に、亜鉛ガスおよび四塩化ケイ素ガスを含むことを特徴とする請求項１の回収装置。
【請求項３】
前記回転部（Ｃ）において、
前記柱状体（ｃ２１）が、外筒体（ｃ２１１）、および外筒体（ｃ２１１）内に設置された内筒体（ｃ２１２）から構成され、
前記冷却手段（ｃ２）が、柱状体（ｃ２１）の底面のうち、一つの底面に、冷却媒体を、外筒体（ｃ２１１）の内周面と内筒体（ｃ２１２）の外周面とから構成される回転部（Ｃ）の内部空間に導入するための導入口（ｃ２２）と、もう一つの底面に、冷却媒体を、前記回転部（Ｃ）の内部空間から排出するための排出口（ｃ２３）とを有し、且つ、冷却媒体が、前記回転部（Ｃ）の内部空間内で旋回しながら、前記導入口（ｃ２２）から前記排出口（ｃ２３）に移動できるように、前記内部空間内に螺旋状の案内羽根（ｃ２４）を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の回収装置。
【請求項４】
前記スクレーパー（Ｄ）によって掻き落とされた塩化亜鉛および／または亜鉛を捕集し、捕集された塩化亜鉛および／または亜鉛を、ハウジング部（Ａ）の外部に導き出せるように設置されたホッパー（Ｇ）と、
ハウジング部（Ａ）の外部に導き出された塩化亜鉛および／または亜鉛を解砕して粉粒体を調製できるように設置された解砕手段（Ｈ）と、
解砕手段（Ｈ）によって調製された粉粒体を粉粒体格納庫（Ｅ）に輸送できるように設置された輸送手段（Ｉ）と、
を備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の回収装置。
【請求項５】
前記輸送手段（Ｉ）が、パドルコンベア、ベルトコンベア、スクリューコンベアおよびチェーンコンベアからなる群から選択される１つであることを特徴とする請求項４に記載の回収装置。
【請求項６】
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得る亜鉛還元容器から排出される、塩化亜鉛ガスを含む排気ガスから、塩化亜鉛および／または亜鉛を分離して回収する、塩化亜鉛および／または亜鉛の回収方法であって、下記工程（１）〜（３）を実施することを特徴とする塩化亜鉛および／または亜鉛の回収方法。
工程（１）：請求項１〜５の何れか一項に記載の回収装置に、塩化亜鉛ガスを含む前記亜鉛還元容器排気ガスを、供給口（Ｂ）からハウジング部（Ａ）の内部に供給する工程、
工程（２）：回転部（Ｃ）を回転させ、ハウジング部（Ａ）の内部に供給された排気ガスを、回転している回転部（Ｃ）に接触させ、回転部（Ｃ）の回転面に塩化亜鉛および／または亜鉛を固化させる工程
工程（３）：スクレーパー（Ｄ）で固化した塩化亜鉛および／または亜鉛を掻き落とし、掻き落とされた塩化亜鉛および／または亜鉛を回収する工程
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜鉛還元容器から排出される、塩化亜鉛ガスを含む排気ガスから、塩化亜鉛および／または亜鉛を分離して回収するための回収装置およびそれを用いた塩化亜鉛および／または亜鉛の回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多結晶または単結晶の高純度シリコンを原料とした太陽電池を用いた発電設備は、家庭用の小規模設備からメガソーラー発電所等の大規模設備に亘っており、その設置台数は飛躍的に増加している。
【０００３】
更に、このような発電設備の普及を進めるためには、発電設備のコストの低下、とりわけ発電設備全体のコストの大部分を占める原料コストの低減という喫緊の課題を解決することが求められている。
【０００４】
現在、商業的に実施されている高純度シリコンの製造法としては、シーメンス法が知られている。しかしながら、シーメンス法は、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という欠点を有する。
【０００５】
シーメンス法に代わり安価に高純度シリコンを製造する方法が種々検討されているが、その中でも、四塩化珪素を亜鉛で還元する亜鉛還元法は、高純度シリコンを安価に製造できる可能性を持つ方法として注目されている。
【０００６】
この方法は、四塩化ケイ素ガスおよび亜鉛ガスを原料ガスとして反応容器（亜鉛還元容器）に供給して、９５０〜１２００℃の温度条件下で、下記反応式（１）に示されるように、原料ガスからシリコンが生成するとともに、ガス状の塩化亜鉛が副生される。このガス状の塩化亜鉛および未反応の原料ガス（四塩化ケイ素ガスおよび亜鉛ガス）は、排気ガスとして、亜鉛還元容器の内部から外部へ排出される。
【０００７】
【化１】
2013159520.tif 000003
このような排気ガスから、塩化亜鉛や未反応の亜鉛を回収して有効に利用すること（再利用すること）は、亜鉛還元法によって高純度シリコンを安価に提供するために解決しなければならない大きな課題である。
【０００８】
亜鉛還元法により副生される塩化亜鉛の回収法およびそのための回収装置は、特許文献１や特許文献２にて提案されている。
特許文献１は、気体を導入する導入部と、第一の堰と第二の堰を有し、冷媒液体を貯留する傾斜した混合部と、前記混合部に接続された、冷媒液体の除熱を行う熱交換部と、吸引排気装置が接続された排気部と、前記混合部および前記熱交換部に設けられた、液体の抜き出しを行う液抜き出し部とを備えている凝縮液化装置および、この装置を用いて、塩化亜鉛を含む気体から塩化亜鉛を含む凝縮成分を液化して冷媒液体中に捕集する方法を開示している。上記方法は、塩化亜鉛を融液状態で回収するため、エネルギー効率的に優れている方法である。しかしながら、上記装置において、混合部（凝縮液化部）と熱交換部とが、高温融液の連絡配管および高温冷媒の連絡配管を介して連結しており、高温融液および高温冷媒が循環するシステムが形成されているために、このシステムや除熱等の温度条件について厳格な温度管理が必要とされ、高度な操業管理技術が要求される。
【０００９】
特許文献２は、四塩化珪素蒸気と亜鉛蒸気を反応させて多結晶シリコンを製造するための多結晶シリコン製造用の反応炉から排出される排出ガスから、塩化亜鉛及び亜鉛と四塩化珪素とを分離して回収する分離回収装置および、それを用いた塩化亜鉛および亜鉛の回収方法を開示している。上記分離回収装置は、下方に向けて傾斜する逆円錐面状である冷却面と、該冷却面に該排出ガスを供給するための排出ガスの供給管と、該冷却面を冷却するための冷却手段と、該冷却面に沿って回転軸の周りを回転し、該冷却面に付着している粉体を掻き落すための回転翼と、を有し且つ下方に粉体の排出口が設けられている冷却部と、該冷却部に繋がり且つ上方に四塩化珪素蒸気の排出管が付設されている分離回収部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
しかしながら、回転翼に塩化亜鉛や亜鉛の粉体が付着しやすく、多量に付着すると回転翼の回転に支障を生じ、また冷却部排出口部分に、これらの粉体が詰まりやすい。そのため、回転翼や冷却部排出口部分等において付着した粉体を除去するような、メンテナンス操作を実施する頻度が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２０１１／００７６５５号パンフレット
【特許文献２】特開２０１１−１３２０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明者は鋭意検討の結果、特定の回転部およびスクレーパーを備える回収装置を用いることで、上記のような課題を解決することを見出した。
すなわち、亜鉛還元法に基づくシリコンの製造時に生じる排気ガスから、困難な操作技術や頻度が高いメンテナンス操作を必要とせずに、塩化亜鉛および／または亜鉛を容易且つ効率良く回収できる回収装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の要旨は、以下のとおりである。
［１］  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得るための亜鉛還元容器から排出される、塩化亜鉛ガスを含む排気ガスから、塩化亜鉛および／または亜鉛を分離して回収するための回収装置であって、
ハウジング部（Ａ）と、
前記排気ガスをハウジング部（Ａ）の内部に供給できるように、ハウジング部（Ａ）に設置された供給口（Ｂ）と、
柱状体（ｃ２１）、当該柱状体（ｃ２１）の２つの底面のそれぞれの重心に設置されている回転軸（ｃ１）、および回転面で前記排気ガスを冷却して、塩化亜鉛および／または亜鉛を固化させるための冷却手段（ｃ２）を有し、且つ、回転軸（ｃ１）を中心に回転できるように、ハウジング部（Ａ）内部に設置された回転部（Ｃ）と、
前記回転部（Ｃ）の回転面に近接または接触し、且つ、固化した塩化亜鉛を掻き落とせるように、ハウジング部（Ａ）内部に設置されたスクレーパー（Ｄ）と
前記スクレーパー（Ｄ）により掻き落とされた塩化亜鉛および/または亜鉛を収納できるように設置された粉粒体格納庫（Ｅ）と、
前記粉粒体格納庫（Ｅ）の内部のガスを粉粒体格納庫（Ｅ）の外部に排出できるように、該粉粒体格納庫（Ｅ）に設置された排気口（Ｆ）と
を備えることを特徴とする回収装置。
【００１４】
［２］  前記排気ガスが、塩化亜鉛ガスの他に、亜鉛ガスおよび四塩化ケイ素ガスを含むことを特徴とする［１］の回収装置。
［３］  前記回転部（Ｃ）において、
前記柱状体（ｃ２１）が、外筒体（ｃ２１１）、および外筒体（ｃ２１１）内に設置された内筒体（ｃ２１２）から構成され、
前記冷却手段（ｃ２）が、柱状体（ｃ２１）の底面のうち、一つの底面に、冷却媒体を、外筒体（ｃ２１１）の内周面と内筒体（ｃ２１２）の外周面とから構成される回転部（Ｃ）の内部空間に導入するための導入口（ｃ２２）と、もう一つの底面に、冷却媒体を、前記回転部（Ｃ）の内部空間から排出するための排出口（ｃ２３）とを有し、且つ、冷却媒体が、前記回転部（Ｃ）の内部空間内で旋回しながら、前記導入口（ｃ２２）から前記排出口（ｃ２３）に、移動できるように、前記内部空間内に螺旋状の案内羽根（ｃ２４）を有していることを特徴とする［１］または［２］に記載の回収装置。
【００１５】
［４］  前記スクレーパー（Ｄ）によって掻き落とされた塩化亜鉛および／または亜鉛を捕集し、捕集された塩化亜鉛および／または亜鉛を、ハウジング部（Ａ）の外部に導き出せるように設置されたホッパー（Ｇ）と、
ハウジング部（Ａ）の外部に導き出された塩化亜鉛および／または亜鉛を解砕して粉粒体を調製できるように設置された解砕手段（Ｈ）と、
解砕手段（Ｈ）によって調製された粉粒体を粉粒体格納庫（Ｅ）に輸送できるように設置された輸送手段（Ｉ）と、
を備えていることを特徴とする［１］〜［３］の何れかに記載の回収装置。
【００１６】
［５］  前記輸送手段（Ｉ）が、パドルコンベア、ベルトコンベア、スクリューコンベアおよびチェーンコンベアからなる群から選択される１つであることを特徴とする［４］に記載の回収装置。
【００１７】
［６］  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得る亜鉛還元容器から排出される、塩化亜鉛ガスを含む排気ガスから、塩化亜鉛および／または亜鉛を分離して回収する、塩化亜鉛および／または亜鉛の回収方法であって、下記工程（１）〜（３）を実施することを特徴とする塩化亜鉛および／または亜鉛の回収方法。
【００１８】
工程（１）：［１］〜［５］の何れかの回収装置に、塩化亜鉛ガスを含む前記亜鉛還元容器排気ガスを、供給口（Ｂ）からハウジング部（Ａ）の内部に供給する工程、
工程（２）：回転部（Ｃ）を回転させ、ハウジング部（Ａ）の内部に供給された排気ガスを、回転している回転部（Ｃ）に接触させ、回転部（Ｃ）の回転面に塩化亜鉛および／または亜鉛を固化させる工程
工程（３）：スクレーパー（Ｄ）で固化した塩化亜鉛および／または亜鉛を掻き落とし、掻き落とされた塩化亜鉛および／または亜鉛を回収する工程
【発明の効果】
【００１９】
本発明の回収装置によれば、亜鉛還元法に基づくシリコンの製造時に生じる排気ガスから、困難な操作技術や頻度が高いメンテナンス操作を必要とせずに、塩化亜鉛および／または亜鉛を容易且つ効率良く回収できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（１）は、本発明の回収装置を示す概略図である。（２）は、（１）で示される回収装置における点線（Ｘ１−Ｘ２）での断面図（ＣおよびＤのみ示す。）である。
【図２】図２は、本発明の回収装置に備わっている回転部（Ｃ）の一態様を示す概略図（切り欠き図）である。
【図３】図３は、四塩化ケイ素ガスを亜鉛で還元してシリコンを得るための亜鉛還元容器と、その排出口で連結された本発明の回収装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る回収装置の構成要件および本発明の回収装置を用いた塩化亜鉛および／または亜鉛の回収方法について、適宜図面を参照しながら詳述する。
回収装置
本発明に係る回収装置は、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得るための亜鉛還元容器から排出される排気ガス（すなわち、亜鉛還元法によって副生する排気ガス）から、塩化亜鉛および／または亜鉛を分離して回収するための回収装置であり、特定の、ハウジング部（Ａ）と、供給口（Ｂ）と、回転部（Ｃ）と、スクレーパー（Ｄ）と、格納庫（Ｅ）と、排気口（Ｆ）とを必須構成として備え、必要に応じて、任意の構成を備えていてもよい。
【００２２】
ハウジング部（Ａ）は、後述する回転部（Ｃ）やスクレーパー（Ｄ）を内部に収容できる形状・容積や材質である限り特に限定されない。
ハウジング部（Ａ）の形状は、たとえば、立方体、直方体などが挙げられる。
【００２３】
また、ハウジング部（Ａ）の容積は特に限定されず、該容積自体が本発明の回収装置の性能に及ぼす影響は少ないが、ハウジング部（A）内壁と回転部（C）表面との間を流れるガスが乱流となる程度の容積が必要である。
【００２４】
ハウジング部（Ａ）の材質は、排気ガスに対して耐腐食性があることが好ましく、たとえば、鉄、鉄基合金（たとえば、ステンレス、コバール（ともに登録商標））、ニッケル基合金（たとえば、インコネル（登録商標））、セラミックスが挙げられる。さらにこれらの内張り材（ハウジング部（Ａ）の内部部材）としては、キャスタブル耐火物等が挙げられる。
【００２５】
図１の付番ＢおよびＥに示されるように、ハウジング部（Ａ）の内部に供給口（Ｂ）が設置され、さらに、好ましくは、ハウジング部（Ａ）の下側に（鉛直方向の位置に）ホッパー（Ｇ）が設置されている。ここで、供給口（Ｂ）は、亜鉛還元容器からの排気ガスが、ハウジング部（Ａ）の内部へ供給できるようになっている。また、ホッパー（Ｇ）は、後述するように、ハウジング部（Ａ）の下側に、回収物を捕集でき、且つ、ホッパー（Ｇ）の下に設けられた解砕手段に導くことができるように設置されている。
【００２６】
なお、ホッパー（Ｇ）において、ホッパー（Ｇ）のハウジング部（Ａ）側（導入部）の形状は、設置されるハウジング部（Ａ）の形状に合わせて、たとえば、逆四角錘状等の形状とすることができ、ホッパー（Ｇ）の解砕手段（Ｈ）側（排出部）の形状も、設置される解砕手段（H）の形状に合わせて適宜決定される。
【００２７】
１の付番Ｃで示すように、回転部（Ｃ）は、柱状体（ｃ２１）、当該柱状体（ｃ２１）の２つの底面のそれぞれの重心に設置されている回転軸（ｃ１）、および回転面で排気ガスを冷却して、塩化亜鉛および／または亜鉛を固化させるための冷却手段（ｃ２）を有する。さらに、回転軸（ｃ１）を中心に回転できるように、ハウジング部（Ａ）内部に設置されている。
【００２８】
また、柱状体（ｃ２１）の形状は、柱状の形状（つまり、合同関係あるいは相似関係にある２つの底面を有している立体形状）を有しており、回転面に付着した塩化亜鉛および／または亜鉛を、スクレーパー（Ｄ）で効率的に掻き落とせるという観点から、円柱状であることが好ましい。
【００２９】
ハウジング部（Ａ）内において、回転部（Ｃ）およびスクレーパー（Ｄ）が、さらに別のハウジング部（Ａ´）に収容されていてもよい。この態様では、ハウジング部（Ａ）と、回転部（Ｃ）およびスクレーパー（Ｄ）を収容するハウジング部（Ａ´）とは入れ子構造を形成している。この場合、ハウジング部（Ａ´）内部を冷却するために、ハウジング部（Ａ´）の内壁には冷却手段が設置されていることが好ましい。
【００３０】
なお、上記「回転軸（ｃ１）」とは、柱状体（ｃ２１）の２つの底面のうち、一方の面の重心と他方の面の重心とにそれぞれ設置されている軸である。ここで、回転軸（ｃ１）は、上記の２つの重心を貫通するように、柱状体に挿入されている１本の軸であってもよいし、柱状体（ｃ２１）の底面の重心上に設置されている２本の軸か、あるいは、底面の重心において、部分的に柱状体（ｃ２１）に挿入されている２本の軸であってもよい。
【００３１】
回転部（Ｃ）は、回転軸（ｃ１）によって、ハウジング部（Ａ）の内部に固定されており、回転部（Ｃ）が回転する際は、この回転軸（ｃ１）を中心に回転することになる。また、「柱状体（ｃ２１）の回転面」とは、柱状体（ｃ２１）の側面（底面ではない部分）を指す。
【００３２】
回転部（Ｃ）の材質としては、熱伝導率が良好である材質が好ましい。塩化亜鉛の熱伝導率は０．３Ｗ／ｍ・Ｋ（５９１Ｋ）（「流体の熱物性値集」、日本機械学会編）と非常に小さいので、回転部（Ｃ）の材質における熱伝導率の大小は、本発明においては大きな制約にはならない。
【００３３】
具体的な材質としては、鉄、鉄基合金（たとえば、ステンレス、コバール（ともに登録商標））、ニッケル基合金（たとえば、インコネル（登録商標））、セラミックス等が挙げられるなお、これら材質間での総括熱伝達係数の差は約６％以内の範疇となる。
【００３４】
冷却手段（ｃ２）は、回転部（Ｃ）の回転面で、排気ガスを冷却して、塩化亜鉛および／または亜鉛を固化させるために設置されている。ここで、設置位置は、回転部（Ｃ）の回転側を冷却して、排気ガスに含まれる塩化亜鉛ガスや亜鉛ガスの凝固点まで冷却できる限り特に限定されず、冷却手段の種類に応じて適宜選択される。なお、図１では、柱状体（ｃ２１）の回転面の表面に冷却手段（ｃ２）が設置されている態様が例示されている。
【００３５】
冷却水が乱流状態で伝熱面全面を通過できるように容易にデザインできるという観点からは、回転部（Ｃ）が、図２で示される構成を有することが好ましい。
図２で示される回転部（Ｃ）では、柱状体（ｃ２１）が、外筒体（ｃ２１１）、および外筒体（ｃ２１１）内に設置された内筒体（ｃ２１２）から構成されている。また、冷却手段（ｃ２）が、柱状体（ｃ２１）の底面のうち、一つの底面に、冷却媒体を、外筒体（ｃ２１１）の内周面と内筒体（ｃ２１２）の外周面とから構成される回転部（Ｃ）の内部空間に導入するための導入口（ｃ２２）と、もう一つの底面に、冷却媒体を、前記回転部（Ｃ）の内部空間から排出するための排出口（ｃ２３）とを有する。回転部（Ｃ）の内部空間内で、冷却媒体が、旋回しながら、前記導入口（ｃ２２）から前記排出口（ｃ２３）に移動できるように、前記内部空間内に螺旋状の案内羽根（ｃ２４）を有している。
【００３６】
ここで、冷却媒体としては、通常、水が挙げられるが、場合によっては、油など沸点が１００℃以上の流動性の良い媒体であってもよい。
外筒体（ｃ２１１）、内筒体（ｃ２１２）および螺旋状の案内羽根（ｃ２４）の材質は、上述のとおりである。
【００３７】
回転部（Ｃ）は、モーター等を動力源とし、減速機、チェーン、ユニバーサルジョイントなどの動力伝達手段によって、回転軸（ｃ１）を回転させて回転部（Ｃ）を回転させるような構成を採る。
【００３８】
また、回転部（Ｃ）の表面（図２で示される態様では、外筒体（ｃ２１１）の側面）は、付着した塩化亜鉛や亜鉛が剥離しやすいように鏡面加工を施すと良い。
柱状体（ｃ２１）の寸法は、排気ガス流量や、排気ガス中の塩化亜鉛及び亜鉛の濃度に依存して適宜変更されてもよい。
【００３９】
図２で示される態様で、柱状体（ｃ２１）が円柱状やドラム状である場合、外径（外筒体（ｃ２１１）の底面の直径）は、通常４００〜８００ｍｍ（例：５００ｍｍ）であり、内筒体（ｃ２１２）の底面の直径は、通常３００〜７００ｍｍ（例：４００ｍｍ）、柱状体（ｃ２１）の高さは、通常４００〜８００ｍｍ、好ましくは５００〜６００ｍｍである。また、図２の付番ｍで示されるような、案内羽根（ｃ２４）間の幅は、通常、２０〜６０ｍｍ（例：４０ｍｍ）であり、付番ｎで示される案内羽根（ｃ２４）のピッチ（１回転当りの距離）は、通常５０〜８０ｍｍ、好ましくは６０〜６５ｍｍである。
【００４０】
スクレーパー（Ｄ）は、ハウジング部（Ａ）の内部において、回転部（Ｃ）の回転面に近接または接触して、固化した塩化亜鉛や亜鉛を掻き落とせるように設置されている限り、その設置位置は特に限定されない。ここで、「近接」とは、スクレーパー（Ｄ）が回転部（Ｃ）の回転面に、接触していない状態を指し、たとえば、スクレーパー（Ｄ）と回転部（Ｃ）の回転面との距離が、０μｍを超え、２μｍ以下の範囲である。一方、「接触」とは、スクレーパー（Ｄ）と回転部（Ｃ）の回転面との距離が０μｍであることを指す。
【００４１】
固化した塩化亜鉛や亜鉛を掻き落として効率的に捕集できるという観点からは、スクレーパー（Ｄ）は、回転部（Ｃ）の真下（鉛直方向）よりも、回転方向に沿って上部の適正な位置（たとえば、スクレーパー（D）の、回転部（C）の回転面に接触する部分または近接する部分、および回転軸（ｃ１）の中心を結ぶ直線と、回転軸の中心から鉛直方向に延びる直線とが為す角度が、０〜９０度となるような位置）に設置されることが好ましい。
【００４２】
スクレーパー（Ｄ）の形状は、たとえば、長尺な板状であり、この場合、スクレーパー（Ｄ）の長尺方向の長さ（回転部（Ｃ）の回転面に接触または近接している部分の長さ）は、柱状体（ｃ２１）の高さと略同一である。さらに、ドラム表面の固化物がドラム表面の全面で偏り無く掻き落せるようにするという観点からは、スクレーパー（Ｄ）は、その長尺方向（回転部（Ｃ）の回転面に接触または近接している部分の長さ）と、回転部（Ｄ）の回転軸（ｃ１）と平行になるように、且つ、スクレーパー（Ｄ）と回転部（Ｃ）の回転面との隙間（距離）を、０〜２μｍに維持するように、設置されていることが好ましい。
【００４３】
また、スクレーパーにかかる力を軽減し、掻き取り効果を上げるという観点からは、スクレーパー（Ｄ）において、その回転部（Ｃ）の回転面と接触する部分（接触部分）または近接する部分（近接部分）において、エッジ加工が施されていることが好ましい。
【００４４】
スクレーパー（Ｄ）における接触部分または近接部分と、接触または近接する回転部（Ｃ）の回転面とのなす角度や、スクレーパー（Ｄ）と回転部（Ｃ）の回転面との隙間の長さ（スクレーパー（Ｄ）と回転部（Ｃ）の回転面との距離）が調節できるように、スクレーパー（Ｄ）が設置されていることが好ましい。
【００４５】
スクレーパー（Ｄ）の材質は、鉄、鉄基合金、ニッケル基合金、セラミックスの中から適宜選定するとよい。
本発明の回収装置においては、スクレーパー（Ｄ）の数は、通常１つでよいが、状況に応じて回転部（Ｃ）の回転面との隙間を段階的に調整しながら複数設置して、複数の段階で、回転部（Ｃ）の回転面に付着した塩化亜鉛および／または亜鉛を掻き落とせるように設置してもよい。
【００４６】
本発明の回収装置において、ハウジング部（Ａ）の内部に、回転部（Ｃ）と、該回転部（Ｃ）の回転面に近接または接触して、固化した塩化亜鉛を掻き落とせるように設置されているスクレーパー（Ｄ）とからなるセットが１基収容されていてもよいし、あるいは、ハウジング部（Ａ）の内部に導入される排気ガスの量を考慮して、上記セットが、２基以上収容されていてもよい。後者の場合、上記セットが、ガス流の流れに沿って直列に並べて設置されていてもよい。
【００４７】
また、本発明の回収装置は、前記スクレーパー（Ｄ）によって掻き落とされた塩化亜鉛および／または亜鉛に塊状の物が生成した場合に備え、ホッパー（Ｇ）を介し、解砕手段（Ｈ）を備えていることが好ましく、さらに、解砕手段（Ｈ）によって解砕処理された塩化亜鉛および／または亜鉛を輸送するための輸送手段（Ｉ）を備えた構成で運用されるのが好ましい。
具体的には、図１で示されるように、解砕手段（Ｈ）を、スクレーパー（Ｄ）によって掻き落とされた塩化亜鉛および／または亜鉛を捕集するホッパー（Ｇ）の下に配し、輸送手段（Ｉ）は解砕手段（Ｈ）の排出口の下に配する構成とする。輸送手段（Ｉ）の排出口には、図１の付番Eで示されるような粉粒体格納庫（E）（以下、格納庫（E）と称する。）に連結されていることが好ましい。ここで、蓄積保管された塩化亜鉛や亜鉛は適当量蓄積された後に格納庫（E）下部の取り出し口から適宜抜き取ることができる。
【００４８】
なお、この格納庫（E）にはガス排気口（F）を設置させる事で、未反応の四塩化ケイ素ガスを排気させる機能を持たせることができる。四塩化ケイ素の沸点が５８℃である性質上、この格納庫（E）内が常に５８℃以上の加温状態としなければならず、その温度は８０℃前後が好適である。このような温度保持のため格納庫（E）の外壁周囲に加熱手段を適宜設けてもよい。
【００４９】
上記解砕手段（Ｈ）として、スリット、回転式（スクリュー、回転刃など）、衝撃式（ハンマーなど）などの連続粉砕機を１基またはこれらを組み合わせて使用でき、輸送手段（Ｉ）としては、パドルコンベア、ベルトコンベア、スクリューコンベア、チェーンコンベアなど状況に応じて適宜選定するとよい。
【００５０】
なお、状況によっては、掻き落とされた塩化亜鉛や亜鉛の真下に（鉛直方向に）、粉粒体格納庫（E）の入り口を位置させることにより、ホッパー（Ｇ）、解砕手段（Ｈ）、輸送手段（Ｉ）を省略することも可能である。
【００５１】
塩化亜鉛および／または亜鉛の回収の方法
本発明に係る塩化亜鉛／または亜鉛の回収方法は、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得る亜鉛還元容器から排出される、塩化亜鉛ガスを含む排気ガスから、塩化亜鉛および／または亜鉛を分離して回収する回収方法であって、下記工程（１）〜（３）を実施することを特徴とする。
【００５２】
工程（１）：本発明の回収装置に、塩化亜鉛ガスを含む排気ガスを、供給口（Ｂ）からハウジング部（Ａ）の内部に供給する工程、
工程（２）：回転部（Ｃ）を回転させながら、ハウジング部（Ａ）の内部に供給された排気ガスを、回転している回転部（Ｃ）の回転面に接触させ、排気ガスを冷却してドラム回転部（Ｃ）の回転面に塩化亜鉛および／または亜鉛を固化させる工程
工程（３）：スクレーパー（Ｄ）で固化した塩化亜鉛を掻き落とし、掻き落とされた塩化亜鉛および／または亜鉛を回収する工程
通常、四塩化珪素ガスと亜鉛ガスは亜鉛還元容器の上部から供給され、該容器内で、四塩化珪素は亜鉛で還元され、前述の反応式（１）で示すように高純度シリコンと塩化亜鉛ガスが生成される。この場合の反応温度は通常、９５０〜１，２００℃である。高純度シリコンは針状もしくは樹枝状に成長し、四塩化珪素ガス供給ノズルの先端に付着し下部へ向けて管状に成長し、反応終了後ノズル先端から取り外され、容器の外部へ回収される。一方で、塩化亜鉛ガスを主成分として含むガス（場合によっては、未反応の原料ガス（四塩化ケイ素ガスや亜鉛ガス）も含む。）は、排気ガスとして、反応容器外に排気される、
本発明の工程（１）において、ハウジング部（Ａ）内に供給される排気ガスは、このようなガスであり、通常、９２０〜１，０００℃の高温状態で、ハウジング部（Ａ）内に供給する。
【００５３】
なお、上記排気ガスに含まれる各成分の物性値を下記表１に示す。
【００５４】
【表１】
2013159520.tif 000004
工程（２）において、排気ガスが回転部（Ｃ）の回転面に接触すると、冷却手段（ｃ２）によって、回転部（Ｃ）の表面で急激に冷却され、たとえば、接触した排気ガスの温度が２８０℃以下になる。この状態では上述の物性値から明らかなように、塩化亜鉛と亜鉛は凝縮固化して回転部（Ｃ）の表面に付着する一方で、四塩化珪素ガスはガス状態が保持される。なお、この四塩化ケイ素ガスを、必要に応じて、図３の付番１２に示されるような四塩化珪素ガス回収装置に供して、四塩化ケイ素を回収してもよい。
【００５５】
なお、ハウジング部（Ａ）内において、回転部（Ｃ）およびスクレーパー（Ｄ）が、さらに別のハウジング部（Ａ´）に収容されている場合、ハウジング部（Ａ´）の周囲壁面には冷却手段を設けて全体を冷却することが好ましい。
【００５６】
また、供給される排気ガスの量や排気ガス中の塩化亜鉛の濃度によって異なるが、たとえば、回転部（Ｃ）の回転数は１〜３０ｒｐｍであり、冷却水量は５〜３０ｍ3／ｈ、好ましくは８〜１０ｍ3／ｈである。
【００５７】
工程（３）では、スクレーパー（Ｄ）で固化した塩化亜鉛を掻き落とし、掻き落とされた塩化亜鉛および／または亜鉛を回収する。
かかる工程では、回転体の回転面に塩化亜鉛や亜鉛が凝縮固化して回転面の表面に付着し、ある程度の厚みになると、スクレーパー（Ｄ）によって掻き落とすことができる。このように、回転面の表面に付着するまで待っていて、工程（３）を実施してもよいし、スクレーパー（Ｄ）を回転面に、より近接させるか、接触させて、工程（３）を実施してもよい。
【００５８】
なお、回収装置が解砕手段（Ｈ）、輸送手段（Ｉ）を有する場合、図１に示されるように、ホッパー（Ｇ）によって、塩化亜鉛および／または亜鉛の塊状物が解砕手段（Ｈ）に供され、解砕手段（Ｈ）によって塩化亜鉛や亜鉛の塊状物を解砕して粉粒体（解砕物）が調製され、調製された粉粒体（解砕物）が輸送手段（Ｉ）によって格納庫（E）の入口まで運搬および落下することで、収納保管することができる。回収された粉粒体には、通常、塩化亜鉛の他に、亜鉛も含まれている。回収された亜鉛および塩化亜鉛を、溶融塩電解装置に供して、電解により亜鉛と塩素ガスに分離することができる。さらに、得られた亜鉛を、再び亜鉛還元容器に戻して、還元剤として再利用することができる。また、塩素ガスを水素と反応させ塩酸を調製した後、金属珪素と反応させて四塩化珪素を製造して、製造された四塩化ケイ素を精製し、亜鉛還元反応の製造用原料として使用することができる。
【００５９】
一方、図３に示されるように、未反応の四塩化珪素ガスを、ガス状態を維持したまま、排気口（Ｆ）より回収し、蒸留装置などを有する四塩化珪素回収装置１２に供して、精製および回収することができる。回収された四塩化珪素を、再び亜鉛還元反応器１０に供して、シリコンの製造用原料として再利用することができる。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例に基づき、本発明について更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により何ら限定されるものではない。
［実施例１］
１．回収装置
ＳＵＳ３０４製のハウジング部に、上記排気ガスをハウジング部の内部に供給するための供給口と、ハウジング下部にホッパーとを設置し、さらに、ハウジング部内部に、ドラム回転体とスクレーパー（ＳＵＳ３０４製、ドラム回転体に接する部分の長さ；５００ｍｍ）を設置して、回収装置を作製した。
【００６１】
ここで、上記供給口は、亜鉛還元反応容器からの排気ガスを１００〜２００ｍ3／ｈの供給量（１時間当たりの排気ガスの供給量（体積（ｍ3）））で回収装置に供給できるように設定されている。
【００６２】
また、上記回転体は、直径５００ｍｍの円形の底面２つを有する、高さ５５０ｍｍの円柱状であり、外筒体と、その内部に設置された内筒体とから構成されている。また、上記回転体の底面である円の中心（重心部分）には、回転軸が設置されている。上記回収装置では、該回転軸をハウジング部に結合させて、回転軸が、動力源（電動モーター）によって１〜３０ｒｐｍの回転速度で回転できる状態に設定されている。また、上記回転体には、冷却手段として、外筒体内壁と内筒体外壁との間の空間部に螺旋状の案内羽根を有しこの空間部分に冷却媒体を流通させる構造の冷却手段が設置されている。
【００６３】
スクレーパーは、ハウジング内に固定されており、上記ドラム回転体の回転面（円柱の側面）に、ドラム回転体が回転した場合には、該回転体が摺動できる状態で接触させた。すなわち、回転面に塩化亜鉛の固化物が付着しているドラム回転体が回転すると、スクレーパーによって、塩化亜鉛が掻き落とされる状態であった。
【００６４】
２．塩化亜鉛および亜鉛の回収
亜鉛ガス供給ノズルと四塩化ケイ素ガス供給ノズルと排気ガス排出口を備えた亜鉛還元反応炉において、亜鉛還元法でシリコンを生成するとともに、排気ガス排出口から、塩化亜鉛ガス、亜鉛ガスおよび四塩化ケイ素ガスを含む排気ガスを、回収装置に供給した。
【００６５】
供給口を介して回収装置内に供給した排気ガスの供給量（亜鉛換算（１時間当たりに供給される排気ガス中の亜鉛ガスの質量（ｋｇ））は５０ｋｇ／ｈであった。なお、下記表２に示されるように、供給口での排気ガスの温度は、９５０℃であった。
【００６６】
この時、回収装置においては、冷媒として水（７０℃）を８ｍ3／ｈの水量で該冷却手段に供し、ドラム回転体を１５ｒｐｍの回転速度で回転させた。
なお、下記表２に示されるように、排気ガス排出口におけるガスの温度は１１３℃であり、冷却手段から排出された冷却水の温度は７６℃であった。
【００６７】
ドラム回転体の回転面（側面）には、塩化亜鉛および亜鉛の固化物が形成され、スクレーパーによって容易に掻き落とし、掻き落とされた塩化亜鉛および亜鉛を回収することができた。
【００６８】
［実施例２］
上記実施例１で使用された回収装置を用いて、排気ガスの供給量（亜鉛換算（１時間当たりに供給される排気ガス中の亜鉛ガスの質量（ｋｇ））を８０ｋｇ／ｈにしたことを除いては、実施例１と同様にして、塩化亜鉛を回収した。なお、下記表２に示されるように、排気ガス排出口におけるガスの温度は２２３℃であり、冷却手段から排出された冷却水の温度は７９℃であった。
【００６９】
実施例１と同様に、ドラム回転体の回転面（側面）には、塩化亜鉛および亜鉛が固化して、スクレーパーによって容易に掻き落とし、掻き落とされた塩化亜鉛および亜鉛を回収することができた。
【００７０】
［実施例３］
上記実施例１で使用された回収装置を用いて、排気ガスの供給量（亜鉛換算（１時間当たりに供給される排気ガス中の亜鉛ガスの質量（ｋｇ））を１００ｋｇ／ｈに変更したことを除いては、実施例１と同様にして、塩化亜鉛を回収した。なお、下記表２に示されるように、排気ガス排出口におけるガスの温度は２６２℃であり、冷却手段から排出された冷却水の温度は８１℃であった。
【００７１】
実施例１と同様に、ドラム回転体の回転面（側面）には、塩化亜鉛および亜鉛が固化して、スクレーパーによって容易に掻き落とし、掻き落とされた塩化亜鉛および亜鉛を回収することができた。
【００７２】
【表２】
2013159520.tif 000005
【符号の説明】
【００７３】
１０：亜鉛還元容器
１１：回収装置
１２：四塩化ケイ素ガス回収装置
Ａ：ハウジング部
Ｂ：排気ガスの供給口
Ｃ：回転部
ｃ１：回転軸
ｃ２：冷却手段
ｃ２１：柱状体
ｃ２１１：外筒体
ｃ２１２：内筒体
ｃ２２：冷却媒体の導入口
ｃ２３：冷却媒体の排出口
ｃ２４：螺旋状の案内羽根
Ｄ：スクレーパー
Ｅ：粉粒体格納庫
Ｆ：排気口
Ｇ：ホッパー
Ｈ：解砕手段
Ｉ：輸送手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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