Osnovni postupak pripreme metalnog silicija mikrosilicijevim prahom1. Priprema sirovina
- Kao glavnu sirovinu odaberite mikro-silika prah visoke čistoće (silika pepeo). Mikrosilika prah obično sadrži oko 85-98% silicija (SiO₂) i malu količinu nečistoća.
- Odaberite pravu količinu redukcijskog sredstva, kao što je koks, petrol koks ili ugljen u prahu, ti materijali mogu reagirati sa silicijevim dioksidom na visokim temperaturama i proizvesti redukciju.
Osnovni postupak pripreme metalnog silicija mikrosilicijevim prahom2. Načelo reakcije
Formula reakcije: SiO2+2C→Si+2CO
Osnovni postupak pripreme metalnog silicija mikrosilicijevim prahom3. Izbor i priprema reaktora
- Koristite električnu peć ili visokotemperaturnu redukcijsku peć (kao što je elektrolučna peć ili indukcijska peć) za reakciju. Elektrolučne peći obično stvaraju visoke temperature putem električne struje i osiguravaju visokotemperaturno okruženje potrebno za redukcijske reakcije putem ugljičnih elektroda.
- Reaktor bi trebao biti u stanju izdržati visoke temperature i osigurati odgovarajuću kontrolu atmosfere, obično uz zaštitu dušikom ili argonom kako bi se spriječila oksidacija.
- Prah mikrosilika i redukcijsko sredstvo (kao što je petrol koks) ravnomjerno se miješaju u određenom omjeru i stavljaju u reaktor.
- U reakciji redukcije na visokim temperaturama, silicijev dioksid (SiO₂) u mikro-silicijevom prahu reagira s ugljikom u redukcijskom sredstvu da proizvede plinove metalni silicij (Si) i ugljični dioksid (CO).
- Tijekom reakcije, dobiveni metalni silicij taloži se na dno, dok se plin ugljični dioksid izbacuje kroz krov peći.
- Nakon završetka reakcije potrebno je ohladiti metalni silicij u peći, što obično traje od nekoliko sati do jednog dana, ovisno o veličini reakcije i tijelu peći.
- Ohlađene krutine metalnog silicija se uklanjaju i mehanički lome i prosiju kako bi se odvojio čišći metalni silicij.
- Daljnje rafiniranje (npr. dekapiranje ili fizičko sortiranje) uklanja male količine nečistoća (npr. aluminij, željezo, kalcij itd.) kako bi se poboljšala čistoća metalnog silicija.
Osnovni postupak pripreme metalnog silicija mikrosilicijevim prahom6. Zbrinjavanje nusproizvoda
- Plin ugljični dioksid nastao tijekom reakcije ispušta se kroz sustav za prikupljanje plina. CO₂ proizveden u ovom procesu može se tretirati pročišćavanjem plina ili recikliranjem kako bi se smanjilo onečišćenje okoliša.
- Nusproizvode kao što su ugljeni pepeo i troska također treba pravilno zbrinuti ili reciklirati.