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金属辅助化学浸出强化冶金级硅除铁的机理

本研究探讨了金属辅助化学浸出(MACL)提纯法提高冶金级硅中铁去除率的机理。选择典型的杂质相Si2Fe来研究杂质相和浸出剂之间的界面反应。基于密度泛函理论,通过研究原子几何结构、态密度和键长的演化行为,揭示了HF浸出、CuACL和AgACL对Si2Fe的相互作用,结果表明Si2Fe结构的稳定性随AgACL > CuACL > HF浸出的顺序减弱。研究发现,当Si2Fe分别与HF浸出、CuACL和AgACL相互作用时,Si-Fe键的长度和Si2Fe的金属性依次增加。与HF浸出相比,MACL削弱了硅铁键数量,增加了高铁键数量,进一步破坏了Si2Fe结构的稳定性。实验结果表明,HF浸出的杂质铁去除率为94.30%,CuACL为95.75%,AgACL为97.27%,与理论模拟结果高度一致。该研究为通过MACL产提高硅中铁的去除率提供了理论依据,表明MACL方法在未来硅中杂质铁的深度去除中具有潜在的应用前景。

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