Η παραγωγή μεταλλουργικής σκόνης πυριτίου περιλαμβάνει μια σειρά ελεγχόμενων βιομηχανικών βημάτων για την εξασφάλιση υψηλής καθαρότητας και σταθερής ποιότητας. Παρακάτω ακολουθεί μια λεπτομερής περιγραφή της διαδικασίας:
1. Παρασκευή πρώτων υλών
Πρωτογενείς πρώτες ύλες:
Χαλαζίτης (SiO2): Μεταλλεύμα χαλαζία υψηλής καθαρότητας (Μεγαλύτερο ή ίσο με 98,5% SiO2).
Ανθρακικοί αναγωγικοί παράγοντες: Οπτάνθρακας πετρελαίου, άνθρακας ή άνθρακας, που λειτουργούν ως αναγωγικοί παράγοντες.
Προ-θεραπεία:
Ο χαλαζίτης συνθλίβεται και πλένεται για να αφαιρεθούν οι ακαθαρσίες (π.χ. άργιλος, οργανική ύλη).
Οι αναγωγικοί παράγοντες πυρώνονται για τη μείωση των πτητικών και τη βελτίωση της αντιδραστικότητας.
2. Καρβοθερμική αναγωγή σε κλίβανο ηλεκτρικού τόξου
Βασική αντίδραση:
SiO2 + 2C → Si + 2CO↑ (θερμοκρασία: 2000 βαθμοί ).
Βήματα διαδικασίας:
Αλογο αξιωματικού: Χαλαζίτης και αναγωγικοί παράγοντες άνθρακα τοποθετούνται σε βυθισμένο κλίβανο τόξου.
Θέρμανση ηλεκτροδίων: Τα ηλεκτρόδια γραφίτη παράγουν έντονη θερμότητα για να λιώσουν και να αποκαταστήσουν το μείγμα.
Σχηματισμός σκωρίας: Οι προσμίξεις (Fe, Al, Ca) σχηματίζουν σκωρία και απομακρύνονται περιοδικά.
ΤεμαχισμόςΤετηγμένο πυρίτιο (καθαρότητας 97-99%) λαμβάνεται από τον πυθμένα του κλιβάνου και χύνεται σε πλινθώματα.
3. Διύλιση (προαιρετικό)
ΣκοπόςΠεραιτέρω μείωση των ακαθαρσιών για παραγωγή πυριτίου υψηλότερης ποιότητας (π.χ. 99,5%+ καθαρότητα).
Μέθοδοι:
Διύλιση σκωρίας: Προσθήκη ροών (π.χ. CaO) για τη δέσμευση υπολειμματικών ακαθαρσιών.
Καθαρισμός αερίου: Φύσημα με οξυγόνο ή χλώριο για την αφαίρεση μεταλλικών ακαθαρσιών.
4. Σύνθλιψη και κοσκίνισμα
Συντριπτικός: Τα πλινθώματα πυριτίου συνθλίβονται μηχανικά σε μεγάλους κόκκους.
Τρίψιμο: Οι κόκκοι αλέθονται σε σκόνη χρησιμοποιώντας μύλους με σφαιρίδια ή μύλους με πίδακα.
Προβολή: Τα σωματίδια ταξινομούνται κατά μέγεθος (π.χ. 80-325 mesh) χρησιμοποιώντας δονούμενα κόσκινα.
5. Καθαρισμός (για εφαρμογές υψηλής καθαρότητας)
Χημική έκπλυση: Πλύσιμο με οξύ (HCl/HF) για τη διάλυση υπολειμματικών στρωμάτων οξειδίου.
Κατευθυντική κρυστάλλωση: Απομάκρυνση ακαθαρσιών με ελεγχόμενη κρυστάλλωση (για ηλιακό/ηλεκτρονικό πυρίτιο).
6. Ποιοτικός έλεγχος και συσκευασία
Δοκιμές
Φασματομετρία: Μετρά τη στοιχειακή σύνθεση (περιεκτικότητα σε Fe, Al, Ca).
Ανάλυση μεγέθους σωματιδίων: Εξασφαλίζει τη συμμόρφωση με τις καθορισμένες περιοχές μεγέθους σωματιδίων.
Έλεγχος υγρασίας: Στέγνωμα έως περιεκτικότητα σε υγρασία Μικρότερη ή ίση με 0,1%.
Πακέτο:
Σφραγισμένο σε αδιάβροχες σακούλες (25 kg ή 1 τόνου) για αποφυγή οξείδωσης.
Επισήμανση που υποδεικνύει τον βαθμό (για παράδειγμα, 553, 441), τον αριθμό παρτίδας και τα πιστοποιητικά ασφαλείας.