การถลุงโลหะซิลิกอน

โลหะซิลิคอนหรือที่รู้จักกันในชื่อซิลิคอนอุตสาหกรรมหรือซิลิคอนผลึก มักผลิตโดยการลดคาร์บอนของซิลิคอนไดออกไซด์ในเตาไฟฟ้า การใช้งานหลักคือเป็นสารเติมแต่งสำหรับโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็กและเป็นวัสดุเริ่มต้นสำหรับการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอนและออร์กาโนซิลิคอน

ในประเทศจีน โลหะซิลิคอนมักถูกจำแนกตามเนื้อหาของสิ่งเจือปนหลักสามชนิดที่ประกอบด้วย: เหล็ก อลูมิเนียม และแคลเซียม ตามเปอร์เซ็นต์ของเหล็ก อลูมิเนียม และแคลเซียมในโลหะซิลิคอน โลหะซิลิคอนสามารถแบ่งออกเป็น 553, 441, 411, 421, 3303, 3305, 2202, 2502, 1501, 1101 และเกรดอื่น ๆ ตัวเลขตัวแรกและตัวที่สองจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของปริมาณเหล็กและอะลูมิเนียม และตัวเลขตัวที่สามและสี่แสดงถึงปริมาณแคลเซียม ตัวอย่างเช่น 553 หมายความว่าปริมาณเหล็ก อลูมิเนียม และแคลเซียมคือ 5%, 5%, 3%; 3303 หมายความว่ามีธาตุเหล็ก อลูมิเนียม และแคลเซียมอยู่ที่ 3%, 3%, 0.3%)

การผลิตโลหะซิลิคอนทำโดยวิธีคาร์บอเทอร์มอล ซึ่งหมายความว่าซิลิกาและสารรีดิวซ์คาร์บอนจะถูกหลอมในเตาเผาแร่ ความบริสุทธิ์ของซิลิคอนที่ผลิตในลักษณะนี้คือ 97% ถึง 98% และโดยทั่วไปแล้วซิลิคอนดังกล่าวสามารถนำมาใช้ในเชิงโลหะวิทยาได้ หากคุณต้องการได้ซิลิคอนเกรดที่สูงขึ้น คุณต้องปรับแต่งเพื่อขจัดสิ่งสกปรก และได้ซิลิคอนโลหะที่มีความบริสุทธิ์ 99.7% ถึง 99.8%

การถลุงโลหะซิลิคอนด้วยทรายควอทซ์เป็นวัตถุดิบประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ มากมายในการทำบล็อกทรายควอทซ์ การเตรียมประจุ และการถลุงเตาแร่

โดยทั่วไป ทรายควอทซ์คุณภาพสูงจะถูกใช้โดยตรงในการผลิตผลิตภัณฑ์แก้วควอทซ์คุณภาพสูง และยังแปรรูปเป็นเกรดอัญมณี เช่น คริสตัล ทัวร์มาลีน และผลิตภัณฑ์อื่นๆ เกรดแย่ลงเล็กน้อย แต่ปริมาณสำรองมีขนาดใหญ่กว่า สภาพการขุดดีขึ้นเล็กน้อย และไฟฟ้าโดยรอบก็ถูกกว่า ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตโลหะซิลิคอน

ปัจจุบันการผลิตของจีนในกระบวนการผลิตความร้อนคาร์บอนโลหะซิลิคอน: การใช้ซิลิกาโดยทั่วไปเป็นวัตถุดิบ, โค้กปิโตรเลียม, ถ่าน, เศษไม้, ถ่านหินเถ้าต่ำและสารรีดิวซ์อื่น ๆ ในเตาหลอมความร้อนแร่ที่อุณหภูมิสูง การถลุง การลดโลหะซิลิกอน จากซิลิกาซึ่งเป็นกระบวนการหลอมอาร์กที่อุณหภูมิสูงแบบจุ่มที่ไม่มีตะกรัน

ดังนั้นแม้ว่าโลหะซิลิกอนจะถูกสกัดจากซิลิกา แต่ซิลิกาบางชนิดก็ไม่เหมาะสำหรับการทำโลหะซิลิกอน ทรายธรรมดาที่เราเห็นอยู่ทุกวันไม่ใช่วัตถุดิบที่แท้จริงของโลหะซิลิกอน แต่เป็นทรายควอทซ์ที่ใช้ในการผลิตทางอุตสาหกรรมที่กล่าวมาข้างต้น และได้ผ่านปฏิกิริยาหลายขั้นตอนเพื่อทำให้การสลายตัวจากทรายกลายเป็นโลหะซิลิกอนเสร็จสมบูรณ์