太阳能级硅是光电转换材料,在制备过程中发现,磷元素脱除难度高。电磁悬浮精炼技术是一种无坩埚、无接触、对熔体无污染技术,在精炼金属方面体现出重要作用,是作为硅铁合金和冶金级硅脱磷机理研究的良好手段。因此,本研究旨在为太阳能级硅生产过程除去磷杂质提供新思路,为电磁悬浮技术理论奠定基础。本文结合了理论研究、数值模拟研究和试验研究等研究方法,研究了电磁悬浮强度对冶金级硅和硅铁中去除磷影响。主要研究结果如下:(1)进行了电磁悬浮条件下冶金级硅和硅铁脱磷原理研究。研究发现螺旋感应线圈结构、试样质量及电流强度是影响试样稳定悬浮的主要因素。分析了脱磷动力学,试样中磷元素通过直接挥发的方式脱除,且精炼温度上升,试样中磷元素液相传质系数和表观速率常数提高。(2)进行了电磁悬浮强度模拟研究。采用有限元法建立了熔滴电感模型,开展了螺旋感应线圈结构、电流强度及熔滴质量对熔滴悬浮强度影响的模拟研究。结果表明:熔滴磁场强度和电磁力相关参数随电流强度和熔滴质量升高而增加,但二者分布受电流强度和熔滴质量变化影响不明显。并且熔滴磁场强度和电磁力等相关参数与螺旋感应线圈匝数呈正相关关系,与锥角和直径呈负相关关系。熔滴所受到的电磁力方向始终指向球心,不受其他条件影响。预测最佳螺旋感应线圈参数为线圈直径6mm,锥角0°,悬浮线圈3匝,稳定线圈2匝。(3)进行了悬浮硅铁和冶金级硅脱磷试验研究。通过试验研究对模拟结果预测的最佳螺旋感应线圈进行了验证,确定了最佳试样质量为0.6g。在此基础上,进行了电流强度与硅铁和冶金级硅脱磷率之间关系试验,结果表明:1)电流强度与精炼温度成正比,适当提升精炼温度和延长精炼时间有助于硅铁和冶金级硅脱磷;2)综合考量熔滴悬浮稳定性、脱磷率等因素,硅铁脱磷最佳精炼温度和时间确定为1750℃和45min,此时脱磷率为70.6%;冶金级硅脱磷最佳精炼温度和时间确定为1750℃和35min,此时脱磷率为70%。