Как производят металлический кремний?

Металлический кремний производят из кварца и кокса в электропечи нагрева. Кварц подвергнется окислению и восстановлению и станет расплавленной кремниевой жидкостью. Как мы видим, после охлаждения он превратится в твердое вещество. Куски сырого металлического кремния очень большие. Затем его разбивают на более мелкие части, которые мы называем стандартными размерами. Размер комков металлического кремния составляет 10-100 мм, порошок металлического кремния (размер частиц 100, 200, 325 меш).

Металлический кремний производится в основном путем карботермического восстановления кварца (SiO₂) в электродуговых печах. Производственный процесс весьма энергозатратен и включает в себя несколько ответственных этапов:

1. Подготовка сырья:

• Кварц: Первичным сырьем является кварц высокой чистоты, обычно с содержанием диоксида кремния (SiO₂) не менее 98,5%.

• Углерод: Восстановители, такие как древесный уголь, нефтяной кокс или древесная щепа, используются для получения углерода, необходимого для процесса восстановления.

2. Процесс плавки:

• Электродуговая печь: Кварц и углеродистые материалы смешиваются и затем подаются в электродуговую печь. Печь работает при температуре от 1900°C до 2300°C.

• Реакция восстановления: при таких высоких температурах углерод реагирует с диоксидом кремния в кварце с образованием металлического кремния и газообразного монооксида углерода (CO) в соответствии со следующей реакцией: SiO2+2C→Si+2CO. 

• Рафинирование: расплавленный кремний оседает на дне печи, а примеси и побочные продукты, такие как шлак, плавают сверху. Металлический кремний периодически выпускают из печи и при необходимости дополнительно очищают.

3. Литье и охлаждение:

• Затем расплавленный кремний разливают в формы для формирования слитков металлического кремния. Эти слитки охлаждаются и затвердевают.

• После затвердевания металлический кремний измельчается на более мелкие кусочки в соответствии с требуемыми спецификациями.

4. Постобработка:

• Дробление и калибровка: затвердевший металлический кремний измельчается и калибруется в соответствии с конкретными потребностями различных применений.

• Очистка (при необходимости). В зависимости от требуемого уровня чистоты для удаления следовых примесей могут применяться дополнительные этапы очистки, такие как кислотное выщелачивание или зонная очистка.

5. Контроль качества:

• Конечный продукт проходит тщательное тестирование, чтобы убедиться, что он соответствует отраслевым стандартам по чистоте, составу и размеру.

Экологические соображения:

• При производстве металлического кремния выделяется значительное количество CO₂ и газов CO. В отрасли приняты меры по улавливанию и использованию этих побочных продуктов для снижения воздействия на окружающую среду.

• Потребление энергии при производстве металлического кремния является значительным, что побуждает производителей изучать энергоэффективные технологии и процессы.

Приложения:

• Металлический кремний является важнейшим материалом, используемым в различных отраслях промышленности, включая производство алюминиевых сплавов, химическую промышленность (для силиконов), электронику (в качестве основного материала для полупроводников) и солнечную энергетику (при производстве фотоэлектрических элементов).

HS может производить различные марки промышленного кремния. В то же время существуют разные категории и разные размеры частиц порошка металлического кремния. И поддерживайте настройку металлических блоков кремния, частиц металлического кремния и изделий из порошка металлического кремния в соответствии с потребностями клиентов.