金属硅,也称为工业硅或晶体硅,通常是通过在电炉上用碳还原二氧化硅制成的。主要用途是作为生产非铁基合金的添加剂和半导体硅、硅的起始原料。
在我国,金属硅通常根据其中包含的铁、铝、钙三种主要杂质含量进行分类。根据金属硅中铁、铝、钙的百分比含量,金属硅可以分为553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等多种品牌。(金属硅号源:1号和2号代号表示铁和铝的百分比含量,3号和4号表示钙的含量。例如,553意味着其中铁铝钙的含量为5%、5%、3%。3303表示其中铁铝钙的含量为3%、3%、0.3%
金属硅会影响我们生活的方方面面,所以问题来了。金属硅是从哪里来的?我们每天看到的沙子是金属硅的前身吗?
首先,我们来看看金属硅的生产过程。
金属硅生产采用碳热法,即硅石、碳还原剂在光热炉上冶炼的方法。这样做的硅纯度为97%~98%,这种硅一般可以用作冶金用。为了获得更高等级的硅,必须再次精炼杂质,获得纯度为99.7%~99.8%的金属硅。
以石英砂为原料冶炼金属硅,其中包括石英砂制砌块、炉料准备和光热冶炼的几个阶段。
一般来说,优质石英砂直接用于生产石英玻璃产品,甚至用于宝石级加工的水晶、碧玺等产品。等级略有下降,但储量大,开采条件稍好,如果周围电力比较便宜,则适合生产金属硅。
目前,中国普遍采用碳热法生产金属硅的生产途径。以硅为原料,石油焦、木炭、木片、低灰炭等作为还原剂,在光热炉中高温精炼,在硅石中还原金属硅,这是无碎屑弧的高温冶炼过程。
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