Procés de fabricació de metalls de silici

Silici metalles produeix a gran escala mitjançant la reducció de sílice, que és el compost químic present a la sorra, amb carboni en un forn d'arc elèctric. El procés implica diversos passos, com ara la preparació de matèries primeres, la reducció de sílice i el refinament del silici metàl·lic.

En primer lloc, abans de reduir la sílice, les matèries primeres com el carbó, les estelles de fusta i la sílice es barregen i s'assequen a fons per eliminar la humitat. A continuació, els materials es col·loquen en un forn d'arc elèctric i s'escalfen a una temperatura d'uns 2000 graus. La calor es genera per un arc elèctric que es produeix entre dos elèctrodes de grafit situats a la part superior del forn.

En segon lloc, un cop el forn s'escalfa a la temperatura requerida, s'afegeix coc en pols o antracita a la barreja. El coc actua com a agent reductor, que elimina l'oxigen de la sílice per formar diòxid de silici i monòxid de carboni. Aleshores, el diòxid de silici reacciona amb el carboni restant al forn per produir silici metàl·lic.

Finalment, el silici metàl·lic produït a partir del forn d'arc elèctric se sotmet a un refinament addicional per eliminar impureses com ara sofre, fòsfor i altres metalls. A continuació, es col·loca en lingots per a un posterior processament o es ven com a matèria primera a altres indústries.

En general, el procés de fabricació de silici metall és un procés-intensiu d'energia que requereix un control acurat de la temperatura del forn i l'addició d'agents reductors per produir silici metall d'alta-qualitat. El producte final és un metaloide brillant, gris i trencadís que s'utilitza àmpliament a les indústries electrònica i solar.

Elprocés de fabricació de silici metallimplica reduir la sílice (SiO₂) amb carboni en un forn d'arc submergit (SAF) a altes temperatures. Aquí teniu un desglossament-a-pas a pas:

1. Preparació de matèries primeres

Sílice (SiO₂): s'utilitza quars d'alta -puresa (superior o igual al 99% de SiO₂).

Reductors de carboni: Coc de petroli, carbó, carbó vegetal o estelles de fusta.

Additius opcionals: Estelles d'acer (per ajudar a la formació d'escòries).

2. Trituració i barreja

El quars es tritura en trossos petits (20-80 mm).

Els materials de carboni es trituren i es barregen amb quars en proporcions precises (~3:1 SiO₂:C).

3. Fusió al forn d'arc submergit (SAF)

La mescla s'introdueix a un forn d'arc elèctric (tipus -resistència, 1600-2000 graus ).

Els elèctrodes (grafit o Söderberg) proporcionen energia (~10-35 MVA).

Reaccions clau:

SiO2+2C→Si+2CO (reacció principal)

SiO2+C→SiO+CO (intermedi)

SiO+C→Si+CO (secundària)

Les impureses (Fe, Al, Ca) formen escòries (eliminades periòdicament).

4. Tapping & Refining

El silici fos (~99% de puresa) es treu del forn.

Refinament (opcional):

Tractament d'escòries(elimina òxids).

Purga de gas(O₂/Cl₂ per reduir Al, Ca).

Refinació de cullerots(per a graus superiors).

5. Colada i trituració

El silici s'aboca en motlles, es refreda i es solidifica.

Els lingots es trituren, es dimensionen i s'envasen.

6. Classificació per puresa

Silici de grau-metal·lúrgic (MG-Si): 98–99,5% Si (utilitzat en aliatges d'alumini, silicones).

Graus Superiors: més perfeccionat per a ús solar (SoG-Si) o semiconductors.

Reptes clau

Alt consum energètic(~10–14 MWh/tona de Si).

Control d'emissions(CO, gas SiO, pols).

Gestió d'impureses(Fe, Al, Ca, B, P).

Consideracions ambientals

emissions de CO₂: A partir de reductors de carboni (~5–6 tones de CO₂/tona de Si).

Residus d'escòries: Es pot reciclar a la construcció.

Tractament de gasos: Els filtres capturen la pols de SiO₂.

P: On comprar o demanar silici metall?
R: Envieu un correu electrònic a info@kexingui.com
Whatsapp/wechat: 86-17550895599