Une . Introduction au silicium industriel
Le silicium est l'un des éléments les plus largement distribués, avec une teneur en croûte de terre d'environ 26 .} 3%, deuxième seulement contre l'oxygène, et est un semi-métal entre les métaux et les non-métaux . La structure cristalline du silicium détermine les propriétés physiques et chimiques de la structure silicium {{5 Les atomes de diamant et de silicium sont reliés par des liaisons covalentes, donc le silicium a des propriétés telles que la dureté élevée et les points de fusion et d'ébullition élevés.
Dans l'industrie photovoltaïque, le silicium industriel est la principale matière première des matériaux de fabrication tels que le polysilicon; Le silicium industriel est également la matière première la plus importante de l'organosilicon et est utilisée pour produire des produits tels que le silane, le silicone et l'huile de silicone; Dans l'industrie de l'alliage, le silicium industriel est principalement utilisé comme additif pour les alliages non ferreux . Lorsque le silicium est ajouté à certains métaux non ferreux, il peut améliorer la résistance, la dureté et l'usure de la résistance du métal de base, et parfois il peut également améliorer les propriétés de moulage et de soudage du métal de base; Le silicium industriel peut éliminer l'oxygène dissous dans le métal fondu comme désoxydant; Le silicium seul peut améliorer la résistance et la résistance à la corrosion de l'acier et de certains alliages en tant qu'agent d'alliage ., ajoutant une quantité appropriée de silicium en fonte pour fabriquer un ferroalloy élevé au silicium peut améliorer considérablement la résistance à la corrosion de la fonte à une variété de réagsiles chimiques .
Le silicium industriel, également connu sous le nom de silicium métallique ou de silicium cristallin, est un matériau industriel important et est largement utilisé dans la métallurgie, l'industrie chimique, les machines, les appareils électriques, l'aéronau Le contenu de l'élément de silicium composant principal est d'environ 98% (ces dernières années, le silicium avec un contenu SI de 99 .} 99% est également répertorié dans le silicium métallique), et les impuretés restantes sont en fer, en aluminium, en calcium, etc . L'aluminium et le calcium dans le silicium métallique, le silicium métallique peut être divisé en différents grades tels que 553 et 441. Le silicium industriel est principalement utilisé comme agent d'alliage, le désoxydateur, réduisant l'agent et les matières chimiques pour les produits métallurgiques . et le silion industriel est principalement Polysicon, ALUMOINE ALLOY et ALLORE AVANT LE SILION INDUSTRIEL Organosilicon, représentant 30,28%, 26,82% et 38,03% respectivement.
Deux matières premières . pour la production
Le silicium industriel est obtenu en fondant dans un four à arc électrique utilisant la silice (sable de quartz) comme matière première et matériaux carbonés comme des agents réductoires . Les agents réductoires couramment utilisés incluent le charbon de bois, le coke pétrolifère, le charbon, etc. réaction chimique à haute température dans le four .
1. Exigences de silice
La production industrielle de silicium exige que des matériaux raffinés soient placés dans le four . Les exigences des composants pour la silice sont: SIO2 supérieure ou égale à 99%, Fe2O3 inférieure ou égal à 0 . 15%, AL2O3 <0,2%, CAO <0,1%, et les impuraires totaux sont préférablement <0,6%.
De plus, la silice est généralement sous la forme de quartz ou de cailloux, et devrait avoir une résistance élevée à la chaleur . lorsqu'elle est ajoutée à la fournaise, elle devrait rarement se fissurer après le changement de phase causé par la chaleur, et la température de démarrage des dommages forts doit être le plus élevé que possible . La caractéristique la plus importante de la silice est la réductibilité du sio 2.
2. Exigences et types d'agents de réduction pour la fusion du silicium industriel
Théoriquement, les agents réducteurs qui peuvent être utilisés pour la fusion de silicium industriel comprennent le charbon de bois, le coke de pétrole, la semi-coco, le coke asphalte et le charbon bitumineux . Cependant, compte tenu de la relation entre les impurrités suivantes matière volatile, faible teneur en humidité, résistivité élevée, forte activité de réaction et certaine résistance mécanique .
3. Processus de production
Après le lavage, le dépistage et le séchage, la silice brute est mélangée dans différentes proportions en fonction du type d'agent réducteur utilisé . La proportion de chaque matériau est contrôlée par un programme informatique, mélangé et mis dans la fournaise électrique; Le processus d'alimentation hautement automatisé et à grande échelle est effectué en continu .} Le courant électrique est passé à travers l'électrode pour chauffer le matériau du cerveau . sa ligne Liquidus est supérieure à 1410 degrés .. Le raffinage a besoin pour atteindre une température élevée de plus de 1800 degrés de celsius {{7} État . Il est libéré par la prise de silicium et jeté dans des lingots de silicium . Après écrasement et emballage, il est vendu sous forme de poudre de silicium industrielle .
Le gaz débordement du four électrique est saupoudré et la poudre de silicium est récupérée pour obtenir des produits de poudre de microsilique; La microsilique est mélangée avec du béton pour améliorer les différentes propriétés du béton; Il peut également être utilisé comme matière première pour retourner au four électrique, une remplissage pour le caoutchouc, un agent anti-fabrication pour les engrais, une matière première pour les briques de silicate et les matériaux réfractaires, un catalyseur de production et d'autres utilisations .
Dans la production de silicium industriel, la formule de réduction du silicium est:
Sio 2+2 c═si +2 co (t =2073 k)
Sio 2+ c═sio + co (réaction latérale)
La pureté du silicium industriel produit est comprise entre 98% et 99%, et les impuretés proviennent de matériaux de silice et de carbone (y compris le coke de pétrole, les électrodes de charbon propre, etc. Furnace, mais a également différents degrés de dommages à l'équipement de fournaise à arc, tels que l'ablation de l'électrode et les dégâts de revêtement de la fournaise . La plupart des blocs de silicium métalliques produits par ce qui précède est sous forme de bloc . si des blocs de silicium sont utilisés comme matières premières pour l'écrasement et le refin poudre . La taille des particules du produit fini peut être contrôlée dans la plage de 30-425 maillage à travers le réglage du processus .
Préparation du polysilicon solaire
Les technologies de préparation du polysilicon solaire incluent principalement la méthode chimique et la méthode physique . à l'heure actuelle, le processus grand public pour préparer la production globale de la production solaire de qualité solaire, la méthode physique est également appelée méthode métallurgique, qui est similaire à la purge métallique et au processus de purification {4 Le silicium industriel purifié par la méthode chimique est plus élevé, mais la méthode métallurgique a un court processus, est respectueuse de l'environnement, à faible coût et a plus de perspectives de développement . La méthode métallurgique fait référence à la méthode de préparation de la polysilicon de qualité solaire, de silicium industriel comme matière brute, à l'aide d'une combinaison de la meltingal hydrométal, de la meltingal, de la raffinage d'oxydation, de la solidification de la façon hydrométalgique, de la meltingaux de l'objectif, de l'oxydation, de la solidification de la meltingal hydrométalgique, de la raffination d'oxydation, de la solidification de la meltingaux de l'hydrométalgie, de la raffination d'oxydation, de la sensation de la façon spéciale, de la meltingal hydrométalgique, de l'obus de l'obus Technologies . La caractéristique de la méthode métallurgique est que le silicium ne participe à aucune réaction chimique pendant le processus de purification . en reposant sur la différence dans les propriétés physiques entre le silicium et les impuretés, les impuretés sont supprimées par la fusion métallurgique pour obtenir des polysilicones qui répondent aux performances des cellules solaires {n 9}. Coût, sécurité et protection de l'environnement, et est devenu un hotspot de recherche dans ce domaine .
