Fusione del silicio metallico

Il silicio metallico, noto anche come silicio industriale o silicio cristallino, viene solitamente prodotto mediante riduzione del carbonio del biossido di silicio nei forni elettrici. Il suo utilizzo principale è come additivo per leghe non ferrose e come materiale di partenza per la produzione di silicio semiconduttore e organosilicio.

In Cina, il silicio metallico viene solitamente classificato in base al contenuto delle tre principali impurità in esso contenute: ferro, alluminio e calcio. In base al contenuto percentuale di ferro, alluminio e calcio nel silicio metallico, il silicio metallico può essere suddiviso in 553, 441, 411, 421, 3303, 3305, 2202, 2502, 1501, 1101 e altri gradi diversi. La prima e la seconda cifra sono codificate per il contenuto percentuale di ferro e alluminio, mentre la terza e la quarta cifra rappresentano il contenuto di calcio. Ad esempio, 553 significa che il contenuto di ferro, alluminio e calcio è del 5%, 5%, 3%; 3303 significa che il contenuto di ferro, alluminio e calcio è del 3%, 3%, 0,3%)

La produzione del silicio metallico viene effettuata con il metodo carbotermico, il che significa che la silice e l'agente riducente carbonioso vengono fusi nella fornace del minerale. La purezza del silicio prodotto in questo modo è compresa tra il 97% e il 98% e tale silicio può generalmente essere utilizzato per scopi metallurgici. Se si desidera ottenere un grado di silicio superiore, è necessario raffinarlo per rimuovere le impurità e ottenere una purezza compresa tra il 99,7% e il 99,8% del silicio metallico.

La fusione del silicio metallico con sabbia di quarzo come materia prima comprende diverse fasi di produzione di blocchi di sabbia di quarzo, preparazione della carica e fusione del minerale in forno.

In generale, la sabbia di quarzo di alta qualità verrà utilizzata direttamente nella produzione di prodotti in vetro di quarzo di alta qualità e persino trasformata in gemme come cristallo, tormalina e altri prodotti. La qualità è leggermente peggiore, ma le riserve sono più grandi, le condizioni di estrazione sono leggermente migliori e l'elettricità circostante è più economica, adatta alla produzione di silicio metallico.

Allo stato attuale, la produzione cinese del processo di produzione termica del carbonio silicico metallico: l'uso generale di silice come materia prima, coke di petrolio, carbone, trucioli di legno, carbone a basso contenuto di ceneri e altri agenti riducenti, nella fusione ad alta temperatura del forno termico del minerale, riducendo il silicio metallico dalla silice, che è un processo di fusione ad arco sommerso ad alta temperatura senza scorie.

Pertanto, sebbene il silicio metallico venga estratto dalla silice, non tutta la silice è adatta per produrre silicio metallico. La sabbia ordinaria che vediamo tutti i giorni non è la vera materia prima del silicio metallico, ma la sabbia di quarzo utilizzata nella produzione industriale sopra menzionata, ed ha subito una reazione in più fasi per completare la disintegrazione dalla sabbia al silicio metallico.