矿热炉还原法生产工业硅的流程
工业硅是通过还原石英砂制得的纯度较高的硅单质,通常为银灰色结晶状固体,具有金属光泽,属于半导体材料。工业硅是冶炼硅基合金、制备有机硅材料及多晶硅的基础原料,在冶金、化工、电子、新能源等领域应用广泛。
工业硅主要通过矿热炉还原法生产,流程如下:
原料准备:
石英砂,提供硅源。还原剂,石油焦、木炭、烟煤等。助剂,木屑(调节炉料透气性)、硅石(调节炉温)。
冶炼过程:
在矿热炉中,石英砂与还原剂在高温(1800~2000℃)下发生还原反应,生成的液态硅沉积于炉底,定期放出并冷却凝固成硅锭或破碎成颗粒。
精炼与分级:初步冶炼的工业硅(纯度 98% 左右)可通过破碎、酸浸(去除杂质)等工艺进一步提纯,或根据杂质含量划分牌号(如中国牌号 Si9930 表示 Si≥99%,Fe≤0.3%,Al≤0.08%,Ca≤0.05%)。
工业硅是支撑新能源、电子信息等战略产业的关键基础材料,其发展与全球能源转型和科技升级深度绑定。未来,随着光伏装机量持续增长和半导体国产化推进,高纯度、低能耗的工业硅生产技术将成为行业竞争的焦点。
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