Producția de pulbere de siliciu metalurgic implică o serie de etape industriale controlate pentru a asigura o puritate ridicată și o calitate constantă. Mai jos este o descriere detaliată a procesului:
1. Pregatirea materiilor prime
Materii prime primare:
Cuarțit (SiO₂): Minereu de cuarț de înaltă puritate (mai mare sau egal cu 98,5% SiO₂).
Agenți reducători carbonați: Cocs de petrol, cărbune sau cărbune, care acționează ca agenți reducători.
Pre-tratament:
Cuarțitul este zdrobit și spălat pentru a îndepărta impuritățile (de exemplu, argilă, materie organică).
Agenții reducători sunt calcinați pentru a reduce substanțele volatile și pentru a îmbunătăți reactivitatea.
2. Reducere carbotermă într-un cuptor cu arc electric
Reacția cheie:
SiO₂ + 2C → Si + 2CO↑ (temperatura: 2000 grade ).
Etapele procesului:
Încărcător: Cuarțitul și agenții reducători de carbon sunt plasați într-un cuptor cu arc scufundat.
Încălzirea electrozilor: Electrozii de grafit generează căldură intensă pentru a se topi și a restabili amestecul.
Formarea zgurii: Impuritățile (Fe, Al, Ca) formează zgură și sunt îndepărtate periodic.
TăiereaSiliciul topit (puritate 97-99%) este luat din fundul cuptorului și turnat în lingouri.
3. Rafinare (opțional)
ScopReducerea suplimentară a impurităților pentru a produce siliciu de calitate superioară (de exemplu, 99,5%+ puritate).
Metode:
Rafinarea zgurii: Adăugarea de fluxuri (de exemplu CaO) pentru a lega impuritățile reziduale.
Curatarea gazelor: Suflare cu oxigen sau clor pentru a îndepărta impuritățile metalice.
4. Zdrobirea și cernuirea
Zdrobirea: Lingourile de siliciu sunt zdrobite mecanic în granule mari.
Măcinare: Granulele sunt măcinate în pulbere folosind mori cu bile sau mori cu jet.
Screening: Particulele sunt clasificate după dimensiune (ex. 80-325 ochiuri) folosind site vibrante.
5. Curățare (pentru aplicații de înaltă puritate)
Leşiere chimică: Spălare cu acid (HCl/HF) pentru a dizolva straturile reziduale de oxid.
Cristalizarea direcțională: Îndepărtarea impurităților prin cristalizare controlată (pentru siliciu de calitate solară/electronică).
6. Control de calitate si ambalare
Teste
Spectrometrie: Măsoară compoziția elementară (conținutul de Fe, Al, Ca).
Analiza dimensiunii particulelor: Asigură conformitatea cu intervalele specificate de dimensiunea particulelor.
Controlul umidității: Uscarea la umiditate Mai mică sau egală cu 0,1%.
Pachet:
Sigilat în saci rezistenti la umezeală (25 kg sau 1 tonă) pentru a preveni oxidarea.
Etichetare care indică clasa (de exemplu, 553, 441), numărul lotului și certificatele de siguranță.