高纯金属硅
在生产高纯金属硅的过程中,为了确保金属硅的纯度及品质,在整个生产环节都需要严格把关。以下是各个环节需要注意的要点:
配料与混合
根据硅石中二氧化硅的含量以及生产目标,准确计算出硅石和碳质还原剂的配料比例。一般来说,生产 99% 以上纯度的金属硅,配料中碳与二氧化硅的摩尔比约为 2.2 - 2.5:1。将按比例称取的硅石和碳质还原剂在专门的混料设备中充分混合均匀,以保证炉内反应的均匀性。
熔炼
装炉:将混合好的原料装入矿热炉中,同时将电极插入炉内。矿热炉是金属硅生产的关键设备,它通过电极向炉内输入强大的电流,产生高温来引发和维持反应。
加热与反应:通电后,电极周围的原料首先被加热到高温,在高温下,硅石与碳质还原剂发生化学反应,生成金属硅和一氧化碳气体。反随着反应的进行,炉内温度逐渐升高,一般可达到 1800 - 2000℃。在这个温度下,硅以液态形式聚集在炉底,而一氧化碳气体则从炉口排出。
精炼:为了提高金属硅的纯度,在熔炼过程中有时需要进行精炼操作。例如,向炉内加入少量的助熔剂,以降低炉渣的熔点和粘度,促进杂质的分离;或者采用吹气搅拌等方法,加速炉内的传质和传热过程,使反应更加充分,进一步去除杂质。
出炉与浇铸
出炉:当炉内的金属硅达到一定的产量和纯度要求时,打开炉眼,让液态金属硅流入到盛铁桶中。出炉过程中要注意控制流速和流量,避免炉渣等杂质混入金属硅中。
浇铸:将盛铁桶中的液态金属硅倒入特定的模具中进行浇铸,制成所需的块状或锭状金属硅产品。模具一般采用铸铁或石墨材质,以保证其耐高温和耐磨损性能。浇铸后的金属硅经过冷却、脱模后,即可得到成品金属硅。
总之,在整个生产过程中,需要严格控制各个环节的工艺参数,以确保产品的质量和生产的安全性。同时,还需要对生产设备进行定期维护和检修,以保证设备的正常运行。