Διαδικασία κατασκευής μετάλλου πυριτίου

Μεταλλικό πυρίτιοπαράγεται σε μεγάλη κλίμακα μέσω της αναγωγής του πυριτίου, που είναι η χημική ένωση που υπάρχει στην άμμο, με άνθρακα σε έναν κλίβανο ηλεκτρικού τόξου. Η διαδικασία περιλαμβάνει διάφορα στάδια, συμπεριλαμβανομένης της προετοιμασίας πρώτων υλών, της αναγωγής του πυριτίου και της διύλισης του μετάλλου πυριτίου.

Πρώτον, πριν από τη μείωση του πυριτίου, οι πρώτες ύλες όπως ο άνθρακας, τα ροκανίδια και το πυρίτιο αναμειγνύονται και ξηραίνονται καλά για να αφαιρεθεί τυχόν υγρασία. Στη συνέχεια τα υλικά τοποθετούνται σε φούρνο ηλεκτρικού τόξου και θερμαίνονται σε θερμοκρασία περίπου 2000 βαθμούς. Η θερμότητα παράγεται από ένα ηλεκτρικό τόξο που παράγεται μεταξύ δύο ηλεκτροδίων γραφίτη που τοποθετούνται στην κορυφή του κλιβάνου.

Δεύτερον, μόλις ο κλίβανος θερμανθεί στην απαιτούμενη θερμοκρασία, προστίθεται στο μείγμα κονιοποιημένος κοκ ή ανθρακίτης. Το κοκ δρα ως αναγωγικός παράγοντας, ο οποίος αφαιρεί το οξυγόνο από το πυρίτιο για να σχηματίσει διοξείδιο του πυριτίου και μονοξείδιο του άνθρακα. Το διοξείδιο του πυριτίου στη συνέχεια αντιδρά με τον άνθρακα που απομένει στον κλίβανο για να παράγει μέταλλο πυριτίου.

Τέλος, το μέταλλο πυριτίου που παράγεται από τον κλίβανο ηλεκτρικού τόξου υφίσταται περαιτέρω διύλιση για την απομάκρυνση ακαθαρσιών όπως το θείο, ο φώσφορος και άλλα μέταλλα. Στη συνέχεια χυτεύεται σε πλινθώματα για περαιτέρω επεξεργασία ή πωλείται ως πρώτη ύλη σε άλλες βιομηχανίες.

Συνολικά, η διαδικασία κατασκευής μετάλλου πυριτίου είναι μια ενεργοβόρα διαδικασία-που απαιτεί προσεκτικό έλεγχο της θερμοκρασίας του κλιβάνου και την προσθήκη αναγωγικών παραγόντων για την παραγωγή υψηλής ποιότητας-μετάλλου πυριτίου. Το τελικό προϊόν είναι ένα γυαλιστερό, γκρι και εύθραυστο μεταλλοειδές που χρησιμοποιείται ευρέως στις βιομηχανίες ηλεκτρονικών και ηλιακών.

Οδιαδικασία κατασκευής μετάλλου πυριτίουπεριλαμβάνει την αναγωγή του πυριτίου (SiO2) με άνθρακα σε έναν βυθισμένο κλίβανο τόξου (SAF) σε υψηλές θερμοκρασίες. Ακολουθεί μια ανάλυση-βήμα προς-βήμα:

1. Παρασκευή πρώτων υλών

Πυρίτιο (SiO2): Χρησιμοποιείται χαλαζίας υψηλής-καθαρότητας (Μεγαλύτερο ή ίσο με 99% SiO2).

Αναγωγικά Ανθρακούχα: Οπτάνθρακας πετρελαίου, άνθρακας, κάρβουνο ή ροκανίδια.

Προαιρετικά πρόσθετα: Χαλύβδινα ροκανίδια (για να βοηθήσουν στο σχηματισμό σκωρίας).

2. Θρυμματισμός & Ανάμιξη

Ο χαλαζίας συνθλίβεται σε μικρά κομμάτια (20-80 mm).

Τα υλικά άνθρακα αλέθονται και αναμιγνύονται με χαλαζία σε ακριβείς αναλογίες (~3:1 SiO2:C).

3. Τήξη σε φούρνο βυθισμένου τόξου (SAF)

Το μείγμα τροφοδοτείται σε φούρνο ηλεκτρικού τόξου (τύπου αντίστασης, 1600–2000 μοίρες).

Τα ηλεκτρόδια (γραφίτης ή Söderberg) παρέχουν ισχύ (~10-35 MVA).

Βασικές Αντιδράσεις:

SiO2+2C→Si+2CO (Κύρια αντίδραση)

SiO2+C→SiO+CO(ενδιάμεσο)

SiO+C→Si+CO(Δευτερογενές)

Οι προσμίξεις (Fe, Al, Ca) σχηματίζουν σκωρία (αφαιρούνται περιοδικά).

4. Tapping & Refining

Τετηγμένο πυρίτιο (~99% καθαρότητα) αντλείται από τον κλίβανο.

Διύλιση (Προαιρετικό):

Επεξεργασία σκωρίας(αφαιρεί τα οξείδια).

Καθαρισμός αερίου(O2/Cl2 για μείωση των Al, Ca).

Καθαρισμός κουτάλας(για υψηλότερους βαθμούς).

5. Χύτευση & Θρυμματισμός

Το πυρίτιο χύνεται σε καλούπια, ψύχεται και στερεοποιείται.

Τα πλινθώματα θρυμματίζονται, διαμορφώνονται σε μέγεθος και συσκευάζονται.

6. Ταξινόμηση κατά καθαρότητα

Μεταλλουργική-Πυρίτιο ποιότητας (MG-Si): 98–99,5% Si (χρησιμοποιείται σε κράματα αλουμινίου, σιλικόνες).

Ανώτεροι Βαθμοί: Περαιτέρω εξευγενισμένο για ηλιακή (SoG-Si) ή χρήση ημιαγωγών.

Βασικές Προκλήσεις

Υψηλή κατανάλωση ενέργειας(~10–14 MWh/τόνο Si).

Έλεγχος εκπομπών(CO, αέριο SiO, σκόνη).

Διαχείριση ακαθαρσιών(Fe, Al, Ca, B, P).

Περιβαλλοντικές Θεωρήσεις

εκπομπές CO₂: Από αναγωγικά του άνθρακα (~5–6 τόνοι CO2/τόνο Si).

Απόβλητα σκωρίας: Μπορεί να ανακυκλωθεί στις κατασκευές.

Επεξεργασία αερίου: Τα φίλτρα δεσμεύουν τη σκόνη SiO2.

Ε: Πού να αγοράσετε ή να παραγγείλετε μεταλλικό πυρίτιο;
Α: Στείλτε email στο info@kexingui.com
Whatsapp/wechat: 86-17550895599