Один . Вступ до промислового кремнію
Silicon is one of the most widely distributed elements in nature, with an earth crust content of about 26.3%, second only to oxygen, and is a semi-metal between metals and non-metals. The crystal structure of silicon determines the physical and chemical properties of silicon. Silicon has a regular tetrahedral stable structure similar to Діамантові та кремнієві атоми з'єднані ковалентними зв’язками, тому кремній має властивості, такі як висока твердість та висока точка плавлення та кипіння.
У фотоелектричній промисловості промисловий кремній є основною сировиною для виробничих матеріалів, таких як полісилікон; Промисловий кремній також є найважливішою сировиною для органосилікону і використовується для виробництва таких продуктів, як силан, силіконова та силіконова олія; У промисловості сплавів промисловий кремній в основному використовується як добавка для не кольорових сплавів ., коли кремнію додається до певних кольорових металів, він може покращити міцність, твердість та зношування основного металу, а іноді також може посилити властивості лиття та зварювання основного металу; Промисловий кремній може видалити розчинений кисень у розплавленому металі як дезоксидатор; Сам кремній може покращити міцність та корозійну стійкість сталі та певні сплави як сплавки ., додаючи відповідну кількість кремнію для чавуну для виготовлення високосиліконового ферроойму, може значно підвищити корозійну стійкість чавуну до різноманітних хімічних реагентів .}}
Industrial silicon, also known as metallic silicon or crystalline silicon, is an important industrial material and is widely used in metallurgy, chemical industry, machinery, electrical appliances, aviation, shipbuilding, energy and other fields. Metallic silicon is a product smelted from silica and carbonaceous reducing agent in a submerged arc furnace. The content of the main component silicon element is about 98% (in recent years, silicon with a Si content of 99.99% is also listed in metallic silicon), and the remaining impurities are iron, aluminum, calcium, etc. Due to its different uses, it is divided into various specifications. According to the content of iron, aluminum and calcium in metallic silicon, metallic silicon can be divided into different grades such as 553 and 441. Industrial silicon is mainly used as an alloying agent, deoxidizer, reducing agent and chemical raw material for metallurgical products. The downstream of industrial silicon is mainly polysilicon, aluminum alloy and organosilicon, accounting на 30,28%, 26,82% та 38,03% відповідно.
Дві . сировина для виробництва
Промисловий кремній отримується шляхом виплавки в електричній дугової печі за допомогою кремнезему (кварцового піску) як сировини та вуглекислих матеріалів, як агенти, що відновлюють, . зазвичай використовуються редукторні агенти, включають вугілля, нафтової коксу, вугілля та ін. Реакція під високою температурою в печі .
1. вимоги до кремнезему
Виробництво промислового кремнію вимагає вдосконалених матеріалів у печі . Вимоги компонентів для кремнезему: SiO2 більше або дорівнює 99%, Fe2O3 менше або дорівнює 0 .} 15%, Al2O3 <0,2%, CAO <0,1%, а загальні достовірності є бажано <0,6%.
In addition, silica is usually in the form of quartz or pebbles, and should have high heat resistance. When added to the furnace, it should rarely crack after the phase change caused by heat, and the starting temperature of strong damage should be as high as possible. The most important characteristic of silica is the reducibility of SiO2.
2. Вимоги та типи скорочуючих агентів для промислового виплавки кремнію
Теоретично, що відновлюючі агенти, які можуть бути використані для промислового виплавки кремнію, включають вугілля, нафтового коксу, напівкока, асфальтового коксу та бітумного вугілля ., проте, враховуючи взаємозв'язок між подальшими змішуваннями, існує суворі вимоги до зменшення агентів, що належать до вигод, ., як правило, відновлювального агента, що має вищу форму, {2}, як правило, відновлювального агента, що має вищу вигоду, вища, що має вищу заживу, ненижується, що має високий пристрій. Нестабільна речовина, низький вміст вологи, високий опір, сильна реакційна активність та певна механічна міцність .
3. виробничий процес
Після промивання, скринінгу та висихання сирий кремнезем змішується в різних пропорціях відповідно до типу відновлювального агента, що використовується ., частка кожного матеріалу керується комп'ютерною програмою, змішаною та розміщена в електричну печі; the highly automated and large-scale feeding process is carried out continuously. Electric current is passed through the electrode to heat the material in the brain. Its liquidus line is above 1410℃. The refining needs to reach a high temperature of more than 1800 degrees Celsius. Silicon is reduced in the brain and is in liquid Стан . Він випускається через кремніючу розетку і кидає в кремнієві злитки . Після подрібнення та упаковки він продається як промисловий порошок кремнію .
Газ, що переливається з електричної печі, запилюється і кремнієвий порошок відновлюється для отримання продуктів порошків міксиліка; Мікросиліка змішується з бетоном для поліпшення різних властивостей бетону; Він також може бути використаний як сировина для повернення до електричної печі, наповнювача для гуми, антипливучого агента для добрив, сировини для силікатних цегли та рефрактерних матеріалів, каталізатора для виробництва та іншого використання .
У виробництві промислового кремнію формула зменшення кремнію::
Sio 2+2 c═si +2 co (t =2073 k)
Sio 2+ c═sio+co (побічна реакція)
Чистота виробленого промислового кремнію становить від 98% до 99%, а домішки надходять від кремнезему та вуглецевих матеріалів (включаючи нафтовий кокс, чисті вугільні електроди та ін. furnace, but also has different degrees of damage to the arc furnace equipment, such as electrode ablation and furnace lining damage. Most of the metallic silicon produced by the above is in block form. If silicon blocks are used as raw materials for crushing and refining, ball milling, roller milling, and whirling methods are generally used to produce industrial silicon Порошок . Розмір готового продукту можна керувати в межах сітки 30-425 через регулювання процесу .
Підготовка сонячного полісилікону
The preparation technologies of solar polysilicon mainly include chemical method and physical method. At present, the mainstream process for preparing solar-grade polysilicon is chemical method, which accounts for about 80% of the global production. The physical method is also called metallurgical method, which is similar to the metal smelting and purification process. At present, the purity of industrial silicon purified by chemical method is higher, but the metallurgical method has a short process, is environmentally friendly, low cost and has more development prospects. The metallurgical method refers to the method of preparing solar-grade polysilicon using industrial silicon as raw material, using a combination of hydrometallurgy, vacuum melting, oxidation refining, directional solidification, special field melting and other technologies. The characteristic of the metallurgical method is that silicon does not participate in any chemical reaction during the purification process. Relying on the difference in physical properties between silicon and impurities, impurities are removed by metallurgical smelting to obtain polysilicon that meets the performance requirements of solar cells. It has the advantages of low Вартість, безпека та охорона навколишнього середовища та стала дослідницькою точкою в цій галузі .
