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化學工業(yè)用硅的冶煉工藝化學用硅的工藝流程包括爐料準備,電爐熔煉,硅的精制和澆鑄,除去熔渣夾雜而進行的破碎。在爐料配制之前,所有原料都要進行必要的處理。硅石在顎式破碎機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。因為熔爐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)過程難以進行。晶態(tài)硅具有金剛石晶格,硬而脆,熔點1410°C,沸點2355°C,密度2。
金屬硅又稱結晶硅或工業(yè)硅,其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑,是二十世紀六十年代中期出現(xiàn)的一個商品名稱。它的出現(xiàn)與半導體行業(yè)的興起有關。
目前,是把商品硅分成金屬硅和半導體硅。金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內冶煉成的產(chǎn)品,主成分硅元素的含量在98%左右,其余雜質為鐵、鋁、鈣等。
金屬硅價格昂貴。工業(yè)上,金屬硅通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而制得。再將它融化后重結晶,用酸除去雜質,得到純度為99.7-99.8%的金屬硅。
堿度越高,渣中含錳量越低,但不應由此得出結論。堿度越高錳的回收率越高。因為堿度越高,渣量就越大,雖然渣中的錳的百分比下降,爐渣中總的跑錳量不一定下降。
生產(chǎn)經(jīng)驗認為:堿度由0.2增大到0.7~0.8時,錳的回收率隨著堿度的增加而提高,堿度再高,錳的回收率反而下降。為了減少隨爐氣逸出的錳,就要避免高溫區(qū)過于集中,減少錳的揮發(fā)。因此,二次電壓不能過高,電極插得深,料柱厚,爐氣外逸時有比較長的行程,以便爐料吸收部分揮發(fā)的錳,可以減少錳的汽化損失。錳能與硅組成化合成硅化物MnSiO3、MnSiO和MnSiO3。
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:粉粒的微觀結構,比表面積、粒徑級配、表面保護和設備鋼耗等。
化學成份符合要求指標的硅,煉制中已獲得較佳微觀結構,保證其擁有參與反應的較佳活性,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構的劣化作用,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構。
硅粉比表面積大,參與反應速度加快,反應更完善,硅的利用率高,反應區(qū)域流化態(tài)更理想,硅耗率較低,從而顯示其活性高。