Silikon metali nasıl üretilir?

Silikon metali elektrikli ısıtma fırınında kuvars ve koktan üretilir. Kuvars oksidasyon ve redüksiyona uğrayacak ve erimiş silikon sıvısı haline gelecektir. Soğuduktan sonra görebildiğimiz gibi katı hale gelecektir. Ham silikon metal parçaları çok büyüktür. Daha sonra standart ölçü dediğimiz daha küçük parçalara dönüştürülür. Silikon metal topaklarının boyutu 10-100 mm, silikon metal tozudur (partikül boyutu 100, 200, 325 ağ gözü).

Silikon metali öncelikle elektrik ark fırınlarında kuvarsın (SiO₂) karbotermik indirgenmesi yoluyla üretilir. Üretim süreci oldukça enerji yoğundur ve birkaç kritik adım içerir:

1. Hammadde Hazırlama:

• Kuvars: Birincil hammadde, tipik olarak en az %98,5 silikon dioksit (SiO₂) içeriğine sahip yüksek saflıkta kuvarstır.

• Karbon: İndirgeme işlemi için gerekli karbonu sağlamak için odun kömürü, kömür, petrol kok veya odun talaşı gibi indirgeyici maddeler kullanılır.

2. Eritme Süreci:

• Elektrik Ark Ocağı: Kuvars ve karbonlu malzemeler karıştırılır ve daha sonra bir elektrik ark ocağına beslenir. Fırın 1.900°C ile 2.300°C arasındaki sıcaklıklarda çalışır.

• İndirgeme Reaksiyonu: Bu yüksek sıcaklıklarda karbon, aşağıdaki reaksiyona göre kuvars içindeki silikon dioksit ile reaksiyona girerek silikon metali ve karbon monoksit (CO) gazı oluşturur: SiO2+2C→Si+2CO

• Rafine etme: Erimiş silikon fırının tabanına yerleşirken, yabancı maddeler ve cüruf gibi yan ürünler üstte yüzer. Silikon metali periyodik olarak fırından alınır ve gerekirse daha da rafine edilir.

3. Döküm ve Soğutma:

• Erimiş silikon daha sonra silikon metal külçeler oluşturmak için kalıplara dökülür. Bu külçeler soğutulur ve katılaştırılır.

• Katılaşmanın ardından silikon metali istenilen özelliklere göre daha küçük parçalara bölünür.

4. İşlem Sonrası:

• Kırma ve Ebatlama: Katılaşan silikon metali, çeşitli uygulamaların özel ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde ezilir ve boyutlandırılır.

• Arıtma (gerekirse): Gerekli saflık seviyelerine bağlı olarak, eser miktardaki yabancı maddeleri uzaklaştırmak için asit liçi veya bölge rafinasyonu gibi ek saflaştırma adımları kullanılabilir.

5. Kalite Kontrolü:

• Nihai ürün, saflık, bileşim ve boyut açısından endüstri standartlarını karşıladığından emin olmak için sıkı testlere tabi tutulur.

Çevresel Hususlar:

• Silikon metal üretimi önemli miktarda CO₂ ve CO gazı üretir. Endüstri, çevresel etkiyi azaltmak amacıyla bu yan ürünleri yakalamak ve kullanmak için önlemler uygulamaya koydu.

• Silikon metal üretiminde enerji tüketimi oldukça yüksektir ve bu da üreticilerin enerji açısından verimli teknolojiler ve süreçler keşfetmesine yol açmaktadır.

Uygulamalar:

• Silikon metali, alüminyum alaşımı üretimi, kimya endüstrisi (silikonlar için), elektronik (yarı iletkenler için temel malzeme olarak) ve güneş enerjisi (fotovoltaik hücrelerin üretiminde) dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde kullanılan kritik bir malzemedir.

HS farklı derecelerde endüstriyel silikon üretebilir. Aynı zamanda silikon metal tozunun farklı kategorileri ve farklı parçacık boyutları da bulunmaktadır. Ve silikon metal blokların, silikon metal parçacıklarının ve silikon metal tozu ürünlerinin müşteri ihtiyaçlarına göre özelleştirilmesini destekler.