康達科技集團(Qanta Group), 是全球領先的有機矽解決方案供應商之一,致力於提供個性化的有機矽解決方案。其擁有從金屬矽到特種有機矽材料的全方位產品供應鏈。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年以上歷史,與全球500強企業有合作銷售經驗,是一家集科研,開發,生產及銷售為一體的國家級高新技術企業,擁有國際化品質,技術和管理及提供一條龍Silicone 材料應用整合。公司擁有廣泛的銷售和研發網路,可提供有利於未來可持續發展的創新技術和基於市場需求的解決方案。
金屬矽(工業矽)是怎樣煉成的(一)
金屬矽又稱工業矽或結晶矽,通常是在電爐中由碳還原二氧化矽而制得。其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑和生產半導體矽、有機矽的起始原料。在我國,金屬矽通常按其所含的鐵、鋁、鈣三種主要雜質的含量來分類。按照金屬矽中鐵、鋁、鈣的百分比含量,金屬矽可分為553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同的牌號。(關於金屬矽編號來源:第一和第二的代號為鐵和鋁的百分比含量,第三和第四兩位代表鈣的含量。例如553代表其中的鐵鋁鈣的含量為5%、5%、3%;3303代表其中鐵鋁鈣的含量為3%、3%、0.3%)。
既然金屬矽可以影響到我們生活的方方面面,那麼問題來了,金屬矽是從哪兒來的呢?我們日常所看到的沙子就是金屬矽的前身嗎?
首先我們來看看金屬矽的生產過程。金屬矽生產採用碳熱法,即用矽石、碳質還原劑在礦熱爐內進行冶煉的方法,樣制得的矽純度為97%~98%,這樣的矽一般可以用在冶金用途。如果要得到更高品級的矽,則需再將其精煉除去雜質,得到純度為99.7%~99.8%的金屬矽。以石英砂為原料冶煉金屬矽,包括石英砂制塊、配製爐料和礦熱爐冶煉幾個步驟。一般來說,優質的石英砂會直接用於生產高檔的石英玻璃製品,甚至被加工成寶石級別的如水晶,碧璽等製品。等級稍差但儲量較大,開採條件稍好,周圍電力較為便宜的則適合生產金屬矽。目前,中國生產金屬矽的碳熱法的生產工藝路線:普遍採用的是以矽石為原料,石油焦、木炭、木片、低灰煤等為還原劑,在礦熱電爐中高溫熔煉,從矽石中還原出金屬矽,其為無渣埋弧高溫熔煉過程。
因此,雖然金屬矽是從矽石中提煉出來的,但是並不是所有的矽石都適合製作金屬矽。我們日常所見的普通用砂並不是金屬矽的真正原料,而是上述所說的工業生產所用到的石英砂,並且經歷了多步反應才完成從沙子到金屬矽的蛻變。
最後,給大家漲知識啦,金屬矽生產常用名詞中英文對照如下所示:
原料及反應中間產物 raw materials
石英(矽石)Quartz
黑色材料Black materials
木屑 Wood chips
電極 Electrodes
添加劑Additives
碳化矽 Silicon carbide
一氧化矽 Silicon monooxide
二氧化碳 Carbon dioxide
一氧化碳 Carbon monooxide
炭 Carbon
矽微粉 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
爐渣 Slag
原料混合物 MIX of Raw Materials
金屬間合金 Intermetallic alloys
產品等級 Product grade
冶金級Metallurgy
化學級Chemistry