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金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品,主成分硅元素的含量在98%左右(近年來,含Si量99.99%的也歸在金屬硅內(nèi)),其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。半導(dǎo)體硅用于制作半導(dǎo)體器件的高純度金屬硅。在登月車、宇宙飛船、宇宙站、無人燈塔、無人中繼站、攜帶通訊設(shè)備晶體管、收音機(jī)等都可以用硅太陽能電池作電源。因其用途不同而劃分為多種規(guī)格。據(jù)統(tǒng)計(jì),1985年全世界共消耗金屬硅約50萬噸,其中用于鋁合金的金屬硅約占60%,用于有機(jī)硅的不足30%,用于半導(dǎo)體的約占3%,其余用于鋼鐵冶煉及精密陶瓷等。
化學(xué)工業(yè)用硅的冶煉工藝化學(xué)用硅的工藝流程包括爐料準(zhǔn)備,電爐熔煉,硅的精制和澆鑄,除去熔渣夾雜而進(jìn)行的破碎。在爐料配制之前,所有原料都要進(jìn)行必要的處理。錳硅合金生產(chǎn)設(shè)備一般采用礦熱爐,其冶煉過程實(shí)際上是各種氧化物的還原過程(在礦熱爐內(nèi)將電能轉(zhuǎn)變成熱能),用硅作還原劑,同時還原錳礦石和硅石中的錳、硅和鐵的氧化物,使之結(jié)合成穩(wěn)定的MnSi,最終生產(chǎn)出合格的錳硅合金。硅石在顎式破碎機(jī)中破碎到塊度不大于100mm,篩出小于5mm的碎塊,并用水沖洗潔凈。因?yàn)槿蹱t中碎塊在爐膛上部熔融,從而降低了爐料的透氣性,使生產(chǎn)過程難以進(jìn)行。
不同的制粉方法得到的硅粉活性是有區(qū)別的,判定活性的因素為:粉粒的微觀結(jié)構(gòu),比表面積、粒徑級配、表面保護(hù)和設(shè)備鋼耗等。
化學(xué)成份符合要求指標(biāo)的硅,煉制中已獲得較佳微觀結(jié)構(gòu),保證其擁有參與反應(yīng)的較佳活性,即其天性或自然性能,制粉時一定要盡量降低對其天然微觀結(jié)構(gòu)的劣化作用,減少其晶粒及晶粒群間的變形,使絕大部分硅粉仍保持住原有的天然微觀結(jié)構(gòu)。
硅粉比表面積大,參與反應(yīng)速度加快,反應(yīng)更完善,硅的利用率高,反應(yīng)區(qū)域流化態(tài)更理想,硅耗率較低,從而顯示其活性高。