Основний процес отримання металевого кремнію мікрокремнієвим порошком1. Підготовка сировини
- Виберіть мікрокремнеземний порошок високої чистоти (кремнеземний попіл) як основну сировину. Порошок мікрокремнезему зазвичай містить близько 85-98% кремнезему (SiO₂) і невелику кількість домішок.
- Виберіть потрібну кількість відновника, такого як кокс, нафтовий кокс або пиловугільний порошок, ці матеріали можуть реагувати з діоксидом кремнію при високих температурах для відновлення.
Основний процес отримання металевого кремнію мікрокремнієвим порошком2. Принцип реакції
Формула реакції: SiO2+2C→Si+2CO
Основний процес отримання металевого кремнію мікрокремнієвим порошком3. Вибір і підготовка реактора
- Для реакції використовуйте електричну піч або високотемпературну відновну піч (таку як електродугова піч або індукційна піч). Електричні дугові печі зазвичай створюють високі температури за допомогою електричних струмів і забезпечують високу температуру середовища, необхідну для реакцій відновлення через вугільні електроди.
- Реактор повинен бути здатний витримувати високі температури та забезпечувати відповідний контроль атмосфери, зазвичай із захистом азотом або аргоном для запобігання окисленню.
- Порошок мікрокремнезему та відновник (наприклад, нафтовий кокс) рівномірно змішують у певній пропорції та завантажують у реактор.
- У реакції відновлення при високих температурах діоксид кремнію (SiO₂) у мікрокремнієвому порошку реагує з вуглецем у відновнику з утворенням металевого кремнію (Si) і вуглекислого газу (CO).
- Під час реакції утворений металевий кремній осідає на дні, а вуглекислий газ викидається через дах печі.
- Після завершення реакції металевий кремній у печі потрібно охолодити, що зазвичай займає від кількох годин до доби, залежно від розміру реакції та корпусу печі.
- Охолоджені тверді частинки металевого кремнію видаляють, механічно подрібнюють і просівають для відділення більш чистого металевого кремнію.
- Подальше рафінування (наприклад, травлення або фізичне сортування) видаляє невеликі кількості домішок (наприклад, алюмінію, заліза, кальцію тощо), щоб підвищити чистоту металевого кремнію.
- Вуглекислий газ, що утворюється під час реакції, виводиться через систему збору газу. CO₂, що утворюється в цьому процесі, можна очищати або переробляти, щоб зменшити забруднення навколишнього середовища.
- Побічні продукти, такі як вугільна зола та шлак, також потребують належної утилізації або переробки.