Wieħed. Introduzzjoni għas-Silikon Industrijali
Is-silikon huwa wieħed mill-aktar elementi mqassma b'mod wiesa 'fin-natura, b'kontenut ta' qoxra tad-dinja ta 'madwar 26.3%, it-tieni biss għall-ossiġnu, u huwa semi-metal bejn il-metalli u dawk li mhumiex metalli. L-istruttura tal-kristall tas-silikon tiddetermina l-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tas-silikon. Is-silikon għandu struttura stabbli tetrahedral regolari simili għal djamant, u l-atomi tas-silikon huma konnessi minn bonds kovalenti, u għalhekk is-silikon għandu proprjetajiet bħal ebusija għolja u punti għoljin ta 'tidwib u togħlija.
Fl-industrija fotovoltajka, is-silikon industrijali huwa l-materja prima ewlenija għal materjali tal-manifattura bħal polysilicon; Is-silikon industrijali huwa wkoll l-iktar materja prima importanti għal organosilicon, u jintuża biex jipproduċi prodotti bħal silane, silikon u żejt tas-silikon; Fl-industrija tal-liga, is-silikon industrijali jintuża prinċipalment bħala addittiv għal-ligi mhux tal-ħadid. Meta s-silikon jiżdied ma 'ċerti metalli mhux tal-ħadid, jista' jtejjeb is-saħħa, l-ebusija u r-reżistenza għall-ilbies tal-metall bażiku, u xi kultant jista 'jsaħħaħ ukoll il-proprjetajiet tal-ikkastjar u l-iwweldjar tal-metall bażiku; Is-silikon industrijali jista 'jneħħi l-ossiġnu maħlul fil-metall imdewweb bħala deossidant; Is-silikon waħdu jista 'jtejjeb is-saħħa u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-azzar u ċerti ligi bħala aġent tal-liga. Iż-żieda ta 'ammont xieraq ta' silikon mal-ħadid fondut biex tagħmel ferroalloy ta 'silikon għoli tista' ttejjeb b'mod sinifikanti r-reżistenza għall-korrużjoni tal-ħadid fondut għal varjetà ta 'reaġenti kimiċi.
Is-silikon industrijali, magħruf ukoll bħala silikon metalliku jew silikon kristallin, huwa materjal industrijali importanti u huwa użat ħafna fil-metallurġija, l-industrija kimika, il-makkinarju, l-apparat elettriku, l-avjazzjoni, il-bini tal-vapuri, l-enerġija u oqsma oħra. Is-silikon metalliku huwa prodott imdewweb mis-silika u l-aġent li jnaqqas il-karbonju f'forn ark mgħaddas. Il-kontenut tal-element tas-silikon tal-komponent ewlieni huwa ta 'madwar 98% (f'dawn l-aħħar snin, is-silikon b'kontenut ta' SI ta '99.99% huwa wkoll elenkat fis-silikon metalliku), u l-impuritajiet li jifdal huma ħadid, aluminju, kalċju, eċċ. Minħabba l-użi differenti tiegħu, huwa diviż f'diversi speċifikazzjonijiet. Skond il-kontenut tal-ħadid, l-aluminju u l-kalċju fis-silikon metalliku, is-silikon metalliku jista 'jinqasam fi gradi differenti bħal 553 u 441. Is-silikon industrijali huwa użat prinċipalment bħala aġent tal-liga, deoxizer, aġent li jnaqqas, aġent li jnaqqas, aġent li jnaqqas, aġent li jnaqqas u materja kimika ta' materja prima għal prodotti metallurġiċi. L-isfel tas-silikon industrijali huwa prinċipalment polysilicon, liga tal-aluminju u organosilicon, li jammonta għal 30.28%, 26.82% u 38.03% rispettivament.
Tnejn. Materja prima għall-produzzjoni
Is-silikon industrijali jinkiseb billi tiddawwar f'forn elettriku bl-użu ta 'silika (ramel tal-kwarz) bħala materja prima u materjali tal-karbonju bħala aġenti li jnaqqsu. L-aġenti li jnaqqsu komunement jinkludu faħam tal-kannol, kokk tal-pitrolju, faħam, eċċ., Li jista 'jnaqqas is-silikon metalliku mis-silika. Is-silika u l-aġenti li jnaqqsu jgħaddu minn reazzjoni kimika ta 'tnaqqis taħt temperatura għolja fil-forn.
1. Rekwiżiti tas-silika
Il-produzzjoni industrijali tas-silikon teħtieġ materjali raffinati biex jiddaħħlu fil-forn. Ir-rekwiżiti tal-komponent għas-silika huma: SiO2 ikbar minn jew daqs 99%, Fe2O3 inqas minn jew daqs 0. 15%, al2o3 <{0. 2%, cao <{{{1 {{0}}. 1%, u l-impuritajiet totali huma preferibbilment <0.6%.
Barra minn hekk, is-silika hija ġeneralment fil-forma ta 'kwarz jew ċagħaq, u għandu jkollha reżistenza għolja tas-sħana. Meta jiżdied mal-forn, rarament għandu jinqasam wara l-bidla tal-fażi kkawżata mis-sħana, u t-temperatura tal-bidu ta 'ħsara qawwija għandha tkun għolja kemm jista' jkun. L-iktar karatteristika importanti tas-silika hija r-rifjut ta 'SiO2.
2. Rekwiżiti u tipi ta 'aġenti li jnaqqsu għal tidwib tas-silikon industrijali
Teoretikament, l-aġenti li jnaqqsu li jistgħu jintużaw għat-tidwib tas-silikon industrijali jinkludu faħam tal-kannol, kokk tal-pitrolju, semi-kok, kokk tal-asfalt u faħam bituminuż. Madankollu, meta wieħed iqis ir-relazzjoni bejn it-tneħħija ta 'impuritajiet sussegwenti, hemm rekwiżiti stretti għat-tnaqqis tal-aġenti. Ġeneralment, l-aġent li jnaqqas huwa meħtieġ li jkollu karbonju fiss għoli, kontenut ta 'rmied baxx, materja volatili moderata, kontenut baxx ta' umdità, reżistività għolja, attività ta 'reazzjoni qawwija u ċerta saħħa mekkanika.
3. Proċess ta 'produzzjoni
Wara l-ħasil, l-iscreening u t-tnixxif, is-silika prima hija mħallta fi proporzjonijiet differenti skont it-tip ta 'aġent li jnaqqas. Il-proporzjon ta 'kull materjal huwa kkontrollat minn programm tal-kompjuter, imħallat u mqiegħed fil-forn elettriku; Il-proċess ta 'għalf fuq skala kbira u awtomatizzat ħafna jitwettaq kontinwament. Il-kurrent elettriku jgħaddi mill-elettrodu biex isaħħan il-materjal fil-moħħ. Il-linja Liquidus tagħha hija 'l fuq minn 1410 grad. Ir-raffinar jeħtieġ li jilħaq temperatura għolja ta 'aktar minn 1800 grad Celsius. Is-silikon huwa mnaqqas fil-moħħ u jinsab fi stat likwidu. Huwa rilaxxat permezz tal-iżbokk tas-silikon u jitfa 'f'biċċiet tas-silikon. Wara t-tgħaffiġ u l-imballaġġ, dan jinbiegħ bħala trab tas-silikon industrijali.
L-overflow tal-gass mill-forn elettriku huwa mnaddaf u t-trab tas-silikon jiġi rkuprat biex jinkisbu prodotti tat-trab tal-microsilica; Microsilica hija mħallta mal-konkrit biex ittejjeb id-diversi proprjetajiet tal-konkrit; Jista 'jintuża wkoll bħala materja prima għar-ritorn għall-forn elettriku, mili għall-gomma, aġent kontra t-teħid għall-fertilizzanti, materja prima għal briks tas-silikat u materjali refrattarji, katalist għall-produzzjoni u użi oħra.
Fil-produzzjoni tas-silikon industrijali, il-formula ta 'tnaqqis tas-silikon hija:
Sio 2+2 c═si +2 co (t =2073 k)
Sio 2+ c═sio + co (reazzjoni tal-ġenb)
Il-purità tas-silikon industrijali prodotta hija bejn 98% u 99%, u l-impuritajiet ġejjin minn materjali tas-silika u tal-karbonju (inklużi kokk tal-pitrolju, elettrodi tal-karbonju tal-faħam nadif, eċċ.). It-temperatura fil-forn hija fattur importanti li jaffettwa t-tidwib tas-silikon industrijali. Id-distribuzzjoni tat-temperatura mhux biss taffettwa l-kwalità tar-reazzjoni kimika fil-forn, iżda għandha wkoll gradi differenti ta 'ħsara fuq it-tagħmir tal-forn tal-ark, bħall-ablazzjoni tal-elettrodi u l-ħsara tal-inforra tal-forn. Il-biċċa l-kbira tas-silikon metalliku prodott minn hawn fuq huwa f'forma ta 'blokka. Jekk il-blokki tas-silikon jintużaw bħala materja prima għat-tgħaffiġ u l-irfinar, it-tħin tal-ballun, it-tħin tar-rombli u l-metodi tal-whirling ġeneralment jintużaw biex jipproduċu trab tas-silikon industrijali. Id-daqs tal-partiċella tal-prodott lest jista 'jiġi kkontrollat fil-firxa ta' 30-425 malja permezz ta 'aġġustament tal-proċess.
Preparazzjoni ta 'polysilicon solari
It-teknoloġiji tal-preparazzjoni tal-polysilicon solari jinkludu prinċipalment metodu kimiku u metodu fiżiku. Fil-preżent, il-proċess mainstream għall-preparazzjoni ta 'polysilicon ta' grad solari huwa metodu kimiku, li jammonta għal madwar 80% tal-produzzjoni globali. Il-metodu fiżiku jissejjaħ ukoll metodu metallurġiku, li huwa simili għall-proċess ta 'tidwib u purifikazzjoni tal-metall. Fil-preżent, il-purità tas-silikon industrijali purifikat bil-metodu kimiku hija ogħla, iżda l-metodu metallurġiku għandu proċess qasir, huwa favur l-ambjent, bi prezz baxx u għandu aktar prospetti ta 'żvilupp. Il-metodu metallurġiku jirreferi għall-metodu ta 'tħejjija ta' polysilicon ta 'grad solari bl-użu ta' silikon industrijali bħala materja prima, bl-użu ta 'taħlita ta' idrometallurġija, tidwib bil-vakwu, raffinar ta 'ossidazzjoni, solidifikazzjoni direzzjonali, tidwib speċjali fuq il-post u teknoloġiji oħra. Il-karatteristika tal-metodu metallurġiku hija li s-silikon ma jipparteċipa fl-ebda reazzjoni kimika matul il-proċess ta 'purifikazzjoni. Billi jiddependu fuq id-differenza fil-proprjetajiet fiżiċi bejn is-silikon u l-impuritajiet, l-impuritajiet jitneħħew permezz ta 'tidwib metallurġiku biex tinkiseb polysilicon li jissodisfa r-rekwiżiti tal-prestazzjoni taċ-ċelloli solari. Għandu l-vantaġġi ta 'prezz baxx, sigurtà u protezzjoni ambjentali, u sar hotspot ta' riċerka f'dan il-qasam.
