Proces produkcji metalu krzemowego

Metal krzemowyprodukowany jest na dużą skalę poprzez redukcję krzemionki, związku chemicznego występującego w piasku, węglem w elektrycznym piecu łukowym. Proces obejmuje kilka etapów, w tym przygotowanie surowców, redukcję krzemionki i rafinację metalicznego krzemu.

Po pierwsze, przed redukcją krzemionki surowce takie jak węgiel, zrębki drzewne i krzemionka są mieszane i dokładnie suszone w celu usunięcia wilgoci. Następnie materiały umieszcza się w elektrycznym piecu łukowym i podgrzewa do temperatury około 2000 stopni. Ciepło generowane jest przez łuk elektryczny wytwarzany pomiędzy dwiema elektrodami grafitowymi umieszczonymi na górze pieca.

Po drugie, po nagrzaniu pieca do wymaganej temperatury, do mieszanki dodaje się sproszkowany koks lub antracyt. Koks działa jako środek redukujący, który usuwa tlen z krzemionki, tworząc dwutlenek krzemu i tlenek węgla. Dwutlenek krzemu reaguje następnie z węglem pozostałym w piecu, tworząc metaliczny krzem.

Na koniec krzemometal wytwarzany w elektrycznym piecu łukowym poddawany jest dalszej rafinacji w celu usunięcia zanieczyszczeń, takich jak siarka, fosfor i inne metale. Następnie jest odlewany na wlewki do dalszego przetwarzania lub sprzedawany jako surowiec innym gałęziom przemysłu.

Ogólnie rzecz biorąc, proces produkcji krzemometalu jest procesem-energochłonnym, który wymaga dokładnej kontroli temperatury pieca i dodania środków redukujących w celu wytworzenia-krzemu metalicznego wysokiej jakości. Produktem końcowym jest błyszczący, szary i kruchy metaloid, szeroko stosowany w przemyśle elektronicznym i fotowoltaicznym.

Theproces produkcji krzemometalupolega na redukcji krzemionki (SiO₂) węglem w piecu z łukiem krytym (SAF) w wysokich temperaturach. Oto opis-po-kroku:

1. Przygotowanie surowców

Krzemionka (SiO₂): Używa się kwarcu-o wysokiej czystości (większej lub równej 99% SiO₂).

Reduktory węgla: Koks naftowy, węgiel, węgiel drzewny lub zrębki drzewne.

Opcjonalne dodatki: Wióry stalowe (wspomagające tworzenie się żużla).

2. Kruszenie i mieszanie

Kwarc jest kruszony na małe kawałki (20-80 mm).

Materiały węglowe są mielone i mieszane z kwarcem w precyzyjnych proporcjach (~3:1 SiO₂:C).

3. Wytapianie w piecu z łukiem krytym (SAF)

Mieszaninę wprowadza się do elektrycznego pieca łukowego (oporowego, 1600–2000 stopni).

Elektrody (grafitowe lub Söderberg) dostarczają moc (~10-35 MVA).

Kluczowe reakcje:

SiO2+2C → Si+2CO (reakcja główna)

SiO2+C → SiO + CO (półprodukt)

SiO + C → Si + CO (wtórny)

Zanieczyszczenia (Fe, Al, Ca) tworzą żużel (okresowo usuwany).

4. Stukanie i udoskonalanie

Stopiony krzem (o czystości ~99%) jest spuszczany z pieca.

Rafinacja (opcjonalnie):

Obróbka żużla(usuwa tlenki).

Oczyszczanie gazu(O₂/Cl₂ w celu redukcji Al, Ca).

Rafinacja kadzi(dla wyższych ocen).

5. Odlewanie i kruszenie

Krzem wlewa się do form, chłodzi i zestala.

Wlewki są kruszone, sortowane i pakowane.

6. Klasyfikacja według czystości

Krzem metalurgiczny-(MG-Si): 98–99,5% Si (stosowany w stopach aluminium, silikonach).

Wyższe stopnie: Dalsze udoskonalenie pod kątem zastosowań w instalacjach słonecznych (SoG-Si) lub półprzewodnikach.

Kluczowe wyzwania

Wysokie zużycie energii(~10–14 MWh/tonę Si).

Kontrola emisji(CO, gaz SiO, pył).

Zarządzanie zanieczyszczeniami(Fe, Al, Ca, B, P).

Względy środowiskowe

Emisje CO₂: Z reduktorów węgla (~5–6 ton CO₂/tonę Si).

Żużel odpadowy: Można poddać recyklingowi w budownictwie.

Obróbka gazowa: Filtry wychwytują pył SiO₂.

P: Gdzie kupić lub zamówić metal krzemowy?
Odp.: Wyślij e-mail na adres info@kexingui.com
Whatsapp/wechat: 86-17550895599