随着光伏行业的发展,作为主要原料的太阳能级多晶硅需求量急剧增加。目前,多晶硅的主要制备技术以改良西门子法、硅烷法等为主。然而,却存在能耗高、投资大等问题,限制了太阳能电池的发展及应用。因此,利用冶金级硅制备多晶硅的冶金法技术,以其能耗成本低、环境友好等优点而受到广泛的关注。湿法提纯是冶金法技术路线中的预处理过程,即通过酸浸手段对冶金级硅进行初步提纯,具备除杂效果明显、设备简单、可规模化操作等优势。然而,受限于当前的酸浸工艺技术,硅纯度很难提高至4N以上,典型杂质含量也难以降低至理想水平。本论文根据冶金硅中杂质的物理赋存特征,系统研究了酸浸除杂的理论基础、添加剂以及混酸等复合浸出体系的强化作用,建立了具有普遍适用性的高效优质组合酸洗工艺。并探讨了联合杂质相重构和酸洗去除B、P的效果与机理。（1）冶金硅中金属杂质主要以合金杂质相的形式偏析于晶界处,杂质的种类和含量直接决定元素赋存杂质相的类型。在高铁高铝型冶金硅（Fe/Al≈1）中,Al主要以Al-Fe-Si相的形式存在,Fe则分布于Al-Fe-Si、Si-Fe-Ti、Fe-Si相中;在高铁低铝型冶金硅（Fe/Al＞＞1）中,Al主要以弥散分布的形式存在于其他杂质相内而不会形成主体相,Fe则主要以Fe-Si相存在。B、P主要固溶于硅基体,但也可能与硅、金属杂质等形成二元或多元化合物偏析于硅晶界处。冶金硅经破碎分级后,金属杂质、B含量呈现随硅粒度减小而富集的趋势,P在不同粒度下的分布相对稳定。（2）HF酸对Fe-Si、Fe-Ti-Si、Al-Fe-Si相具有极强的腐蚀性,而其他酸种仅对Al-Fe-Si相有不同程度的去除效果。杂质的酸浸除杂效果符合酸种对杂质相的腐蚀强度次序:HF酸＞王水＞HCl酸＞H2SO4酸＞HNO3酸。浸出时间、温度、冶金硅颗粒粒径对于HCl酸、王水、HF酸的脱除效果的影响并非完全一致,HCl酸受这三个因素影响较大,而王水对粒度以及HF酸对时间的敏感性并不大,其中,王水对硅颗粒有化学破碎作用。冶金硅类型对酸除杂效果影响较大,对于高铁高铝型冶金硅,HCl酸、王水及HF酸均具较好的浸出效果,三种酸的Fe去除率分别为53%、80.3%、91.9%;而对于高铁低铝型冶金硅,只有HF酸除杂效果明显,Fe的去除率为93.4%,HCl酸、王水则分别仅为7.3%、18.8%。（3）SDS、FeCl3在HCl浸出体系中,对金属杂质有不同程度的强化浸出效果。FeCl3因具有对杂质相的电化学腐蚀性而强化效果更好,Fe、Al、Ca、Ti的去除率分别能提高到81.2%、79.2%、81.5%、61.2%。然而,添加剂的强化效果具有一定的局限性,其作用仅适用于高铁高铝型冶金硅。HF+HCl混酸的除杂效果则不受冶金硅类型的限制。对于高铁高铝型冶金硅,Mg的去除率为82.6%,其余的金属杂质去除率均大于90%;对于高铁低铝型冶金硅,Mg、Cr、Cu的去除率在80%以上,Fe、Al、Ti、Mn、Ni、V的去除率则均超过90%。此外,在混酸浸出后,冶金硅会出现“黑硅”现象。（4）通过大量实验获得HF+HCl混酸浸出冶金硅的适宜浸出条件:HF、HCl浓度分别为3～4wt%、13～14wt%,反应时间、温度、硅颗粒粒径分别为6h、70℃、74～150μm。结合不同酸的除杂特点和效果,建立了 HF+HCl混酸、王水及HF酸的酸洗组合,利用此酸浸工艺,来自湖南、云南、福建、宁夏不同产地的四种冶金硅的杂质总去除率分别为92.5%、98.2%、97.1%、96.8%,纯度分别达到99.98%、99.992%、99.98%、99.993%,Fe的含量分别低至29ppm、30ppm、52ppm、24ppm。提纯后冶金硅的纯度和杂质含量基本达到超冶金级硅的标准。（5）通过加入Ca、Ti金属添加剂与冶金硅重熔后,进行酸浸处理,B的含量有效降低,P的去除率甚至达到80%;经Sn-Si、Al-Si熔析净化,硅中B含量由10.3ppm分别降至 3.12ppm、1.47ppm,P 含量由 118ppm 降至 22.9ppm、7.9ppm。