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隨著全球經濟一體化和國際間在經濟的分工合作的發(fā)展,中國有豐富的硅石資源、小水電資源和廉價勞動力,加之金屬硅生產工藝不復雜,發(fā)展金屬硅生產比較適合中國的國情,我深信中國金屬硅行業(yè)的發(fā)展前景是美好的。中國的金屬硅行業(yè)是一個比較早進入市場經濟的行業(yè),絕大部分企業(yè)已經掌握在私人手中,只要有合適的條件,想建爐很快,想停也很快。85%)的生產主要是從90年代中期以來有所發(fā)展,我國化學用硅的產量和出口量增長較快。
硅有兩種同素異形體,一種為暗棕色無定形粉末,性質活潑,在空氣中能燃燒;另一種為性質穩(wěn)定的晶體(晶態(tài)硅)。一般硅石和石英用于玻璃和其它建材,的石英用于制作合金、金屬和單晶。金屬硅(Si)是工業(yè)提純的單質硅,大量用于冶煉成硅鐵合金作鋼鐵工業(yè)中合金元素,在很多種金屬冶煉中作還原劑。碳素原料又以石油焦為主,有優(yōu)質的無煙煤或木炭,也可以摻用一部分,以增加爐料比電阻。硅還是鋁合金中的良好組元,絕大多數(shù)鑄造鋁合金都含有硅。
硅是非金屬元素,蘭灰色,有金屬色澤,性硬且脆。硅的含量約占地殼質量的26%,其經常運用的牌號金屬硅的分類通常按金屬硅成分所含的鐵、鋁、鈣三種首要雜質的含量來分類。金屬硅(我國也稱工業(yè)硅)是上世紀六十年代中期出現(xiàn)的一個商品名稱。依照金屬硅中鐵、鋁、鈣的含量,可把金屬硅分為553、441、411、421、3303、3305、2202、1101等不同的牌號。
金屬硅又稱工業(yè)硅或結晶硅,通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而制得。金屬硅粉與金屬硅成分是一樣的,只是物理狀態(tài)不同而已,且金屬硅粉就是由金屬硅研磨而成。其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑和生產半導體硅、有機硅的起始原料。在我國,金屬硅通常按其所含的鐵、鋁、鈣三種主要雜質的含量來分類。按照金屬硅中鐵、鋁、鈣的百分比含量,金屬硅可分為553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同的牌號。
金屬硅生產采用碳熱法,即用硅石、碳質還原劑在礦熱爐內進行冶煉的方法?;瘜W反應方程式:SiO2 2C→Si 2CO這樣制得的硅純度為97~98%,叫做金屬硅。這樣制得的硅純度為97%~98%,這樣的硅一般可以用在冶金用途。如果要得到更高品級的硅,則需再將其精煉除去雜質,得到純度為99.7%~99.8%的金屬硅。以石英砂為原料冶煉金屬硅,包括石英砂制塊、配制爐料和礦熱爐冶煉幾個步驟。
一般來說,英砂會直接用于生產好的石英玻璃制品,甚至被加工成寶石級別的如水晶,碧璽等制品。硅是電子工業(yè)超純硅的原料,超純半導體單晶硅做的電子器件具有體積小、重量輕、可靠性好和壽命長等優(yōu)點。等級稍差但儲量較大,開采條件稍好,周圍電力較為便宜的則適合生產金屬硅。目前,中國生產金屬硅的碳熱法的生產工藝路線:普遍采用的是以硅石為原料,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,從硅石中還原出金屬硅,其為無渣埋弧高溫熔煉過程。