康達科技集團(Qanta Group), 是全球领先的有机硅解决方案供应商之一,致力于提供个性化的有机硅解决方案。其拥有从金属硅到特种有机硅材料的全方位产品供应链。主要業務為特用化學品技術及特殊SILICONE與複合材料相關應用制程技術材料開發、設計、銷售。目前已有18年以上历史,与全球500强企业有合作销售经验,是一家集科研,开发,生产及销售为一体的国家级高新技术企业,拥有国际化品质,技术和管理及提供一条龙Silicone 材料应用整合。公司拥有广泛的销售和研发网络,可提供有利于未来可持续发展的创新技术和基于市场需求的解决方案。
金属硅(工业硅)是怎样炼成的(一)
金属硅又称工业硅或结晶硅,通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得。其主要用途是作为非铁基合金的添加剂和生产半导体硅、有机硅的起始原料。在我国,金属硅通常按其所含的铁、铝、钙三种主要杂质的含量来分类。按照金属硅中铁、铝、钙的百分比含量,金属硅可分为553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同的牌号。(关于金属硅编号来源:第一和第二的代号为铁和铝的百分比含量,第三和第四两位代表钙的含量。例如553代表其中的铁铝钙的含量为5%、5%、3%;3303代表其中铁铝钙的含量为3%、3%、0.3%)。
既然金属硅可以影响到我们生活的方方面面,那么问题来了,金属硅是从哪儿来的呢?我们日常所看到的沙子就是金属硅的前身吗?
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,即用硅石、碳质还原剂在矿热炉内进行冶炼的方法,样制得的硅纯度为97%~98%,这样的硅一般可以用在冶金用途。如果要得到更高品级的硅,则需再将其精炼除去杂质,得到纯度为99.7%~99.8%的金属硅。以石英砂为原料冶炼金属硅,包括石英砂制块、配制炉料和矿热炉冶炼几个步骤。一般来说,优质的石英砂会直接用于生产高档的石英玻璃制品,甚至被加工成宝石级别的如水晶,碧玺等制品。等级稍差但储量较大,开采条件稍好,周围电力较为便宜的则适合生产金属硅。目前,中国生产金属硅的碳热法的生产工艺路线:普遍采用的是以硅石为原料,石油焦、木炭、木片、低灰煤等为还原剂,在矿热电炉中高温熔炼,从硅石中还原出金属硅,其为无渣埋弧高温熔炼过程。
因此,虽然金属硅是从硅石中提炼出来的,但是并不是所有的硅石都适合制作金属硅。我们日常所见的普通用砂并不是金属硅的真正原料,而是上述所说的工业生产所用到的石英砂,并且经历了多步反应才完成从沙子到金属硅的蜕变。
最后,给大家涨知识啦,金属硅生产常用名词中英文对照如下所示:
原料及反应中间产物 raw materials
石英(硅石)Quartz
黑色材料Black materials
木屑 Wood chips
电极 Electrodes
添加剂Additives
碳化硅 Silicon carbide
一氧化硅 Silicon monooxide
二氧化碳 Carbon dioxide
一氧化碳 Carbon monooxide
炭 Carbon
硅微粉 Silica fume (microsilica)
低灰分煤 Low ash coal (LAC)
石油焦 Petroleum coke (pet coke)
半焦 Semi-coke
木炭 Charcoal
炉渣 Slag
原料混合物 MIX of Raw Materials
金属间合金 Intermetallic alloys
产品等级 Product grade
冶金级Metallurgy
化学级Chemistry