Conas a dhéantar sileacain de ghrád tionsclaíoch

Úsáidtear sileacain, an dara eilimint is flúirseach i screamh an domhain, go forleathan i miotalóireacht, cóimhiotail alúmanaim, ceimiceáin, cadhnraí, fuinneamh na gréine agus leictreonaic. Sa slabhra tionsclaíoch ollmhór seo, imríonn Metallurgical Grád Silicon (MG-Si) ról na n-amhábhar bunúsach, agus is é an pointe tosaigh do gach ábhar sileacain ard-íonachta (amhail polysilicon agus sileacain grád leictreonach).
 

Mar sin, conas a bhaintear Metallurgical Grád Silicon as méine Grianchloch nádúrtha? San Airteagal seo, tabharfaimid thú ar tumadh domhain isteach sa phróiseas táirgthe iomlán sileacain thionsclaíoch.

Is amhábhar cóimhiotail neamhfheiriúil atá saibhir i sileacain é sileacan de ghrád mhiotaleolaíochta, agus tá cion sileacain idir 95% agus 99.5% ann. De ghnáth bíonn sé i bhfoirm cnapáin mhiotalacha liath, ach is féidir é a phróiseáil freisin i dtáirgí gráinneach nó púdraithe arna iarraidh sin.

In ainneoin an t-ainm "miotal sileacain", ní miotal íon é sileacain ghrád miotail, ach meascán d'iarann ​​(Fe), alúmanam (Al), cailciam (Ca) agus neamhíonachtaí eile. Cinneann ábhar na n-eisíontais seo a raon feidhme iarratais agus a luach margaidh.

Áirítear ar phríomhúsáidí sileacain ghrád metallurgical: dí-ocsaídiú cruach, neartú cóimhiotal alúmanaim, amhábhair cóimhiotal ferrosilicon, amhábhair cheimiceacha, breiseáin ceallraí, ábhair teasfhulangacha, agus ábhair fhótavoltach agus leathsheoltóra bunscoile.

Is é Grianchloch (SiO₂) nó Grianchloch an príomh-amhábhar le haghaidh sileacain ghrád mhiotaleolaíochta. Tá dé-ocsaíd sileacain ard-ardíonachta sna mianraí seo, arb é an príomhfhoirm sileacain a fhaightear sa dúlra é.

Tá tairseach ard fuinnimh ag an bpróiseas laghdaithe dé-ocsaíd sileacain mar gheall ar a naisc Si-O an-chobhsaí. Chun an t-imoibriú laghdaithe a bhaint amach, ní mór Grianchloch a mheascadh go críochnúil le carbón-ina bhfuil substaintí (eg, cóc, gual, sceallóga adhmaid, gualaigh, etc.) chun meascán imoibrithe a dhéanamh. Tá na foinsí carbóin seo in ann imoibriú le hocsaigin ag teochtaí arda chun sileacain íon a scaoileadh.

Is é an próiseas déantúsaíochta lárnach le haghaidh sileacain thionsclaíoch imoibriú Laghdú Carbothermal (CR) i bhfoirnéis stua leictreach báite.

Timpeallacht imoibrithe ardteochta

De ghnáth coinnítear an teocht taobh istigh den fhoirnéis ag 1500 go 2000 céim. Braitheann an foirnéis ar leictreoidí chun sruth leictreach láidir a sheoladh isteach sa lucht, rud a chruthaíonn crios stua ardteochta. Is leor an teocht seo chun an príomhimoibriú seo a leanas a thiomáint: SiO₂ (soladach) + 2C (soladach) → Si (leachtach) + 2CO (gás).

Sa mhuirear, tarlaíonn an t-imoibriú laghdaithe idir shilice agus carbóin, ag táirgeadh sileacain leachtach agus gás aonocsaíde carbóin.

Meicníocht imoibrithe ilchéime

Ní timpeallacht imoibrithe aonchineálach é an foirnéis: Tá imoibrithe tapa mar thoradh ar theocht ard sa limistéar lárnach agus foirmiú cainníochtaí móra de sileacain leachtach.

Féadfaidh teochtaí níos ísle sna limistéir fhorimeallacha a bheith mar thoradh ar fhoirmiú an gháis idirmheánach SiO (Ocsaíd Sileacain).

Is féidir na gáis seo a imoibriú tuilleadh laistigh den fhoirnéis chun sileacain a fhoirmiú, nó is féidir éalú ón bhfoirnéis chun an fotháirge Silica Fume a fhoirmiú.

Porosity an Mhuirir a Chothabháil

D'fhonn sreabhadh réidh gáis a áirithiú, ní mór an ciseal imoibreán a aeráil go maith. Má tá an ciseal muirir ró-dhlúth, laghdófar an éifeachtúlacht laghdaithe agus méadófar tomhaltas fuinnimh.

Tar éis don sileacain leachtach a bheith coinbhéirseach ag bun na foirnéise, tapaítear é tríd an oscailt foirnéise agus atreoraítear isteach sa liach nó sa bhreogán é. Ag an bpointe seo, is iondúil go mbíonn an sileacain i riocht leachtach ardteochta le neamhíonachtaí.

I bpróiseáil ina dhiaidh sin, déanann an táirgeoir réamh-scagadh chun ábhar alúmanam, cailciam agus neamhíonachtaí eile a rialú agus a chinntiú go gcomhlíonann an táirge na sonraíochtaí ceimiceacha réamhshocraithe.

Tar éis an scagtha tosaigh, déantar an sileacain leachtach a dhoirteadh isteach i múnlaí agus é a fhuarú chun dtinní a fhoirmiú.

Tar éis an fhuaraithe a bheith críochnaithe, déanfar na dtinní a bhrú le trealamh brúite meicniúil, déanfar iad a scagadh de réir méideanna éagsúla na gcáithníní (m.sh.. 10-100mm), pacáistithe agus ullmhaithe le haghaidh loingsiú.

Déantar cáilíocht sileacain ghrád metallurgical a thomhas de réir na ngnéithe seo a leanas: ábhar Si (95% go 99.5% de ghnáth); ábhar na n-eisíontas ar nós Fe, Al, agus Ca; sonraíochtaí méid na gcáithníní agus cruth na gcáithníní; agus baisc-chun-cobhsaíocht chomhdhéanaimh a bhaisc.

De ghnáth déanann monaróirí anailís speictreach agus tástáil fhisiceach ar gach baisc sileacain, agus eisíonn siad tuarascáil cáilíochta (COA) chun a chinntiú gur féidir le custaiméirí an táirge a úsáid gan imní.

Tionscal iarainn agus cruach

Curtha le cruach mar dhíocsaídeoir chun ocsaigin a bhaint go héifeachtach agus chun neart agus déineacht cruach a fheabhsú.

Déantúsaíocht cóimhiotal alúmanaim

Úsáidtear é chun neart, friotaíocht creimeadh agus feidhmíocht réitigh cóimhiotal alúmanaim a fheabhsú.

Tionscal ceimiceach

Úsáidtear mar amhábhar tábhachtach le haghaidh ullmhú silane, sileacáit, ola silicone, roisín silicone agus táirgí ceimiceacha eile.

Ábhair Battery

Úsáidtear é mar bhreiseán le haghaidh anóidí ceallraí litiam- chun cumas ceallraí agus saolré timthrialla a fheabhsú.

Tionscal fótavoltach agus leathsheoltóra

Cé nach bhfuil sileacain mhiotaleolaíochta de ghrád íon go leor chun é a úsáid go díreach i leictreonaic ard, is féidir é a úsáid mar réamhtheachtaí íonúcháin chun sileacain polasilicon nó ceimiceach a tháirgeadh.

Teasfhulangacha

Úsáidtear go forleathan é i brící teasfhulangacha agus i gcomhchodanna le haghaidh teallaigh foirnéise ardteochta, criadóireacht agus gloine.

Ó mhianaigh Grianchloch nádúrtha go dtinní sileacain ard-íonachta, comhtháthaíonn próiseas táirgthe sileacain ghrád mhiotaleolaíochta teicneolaíochtaí ildisciplíneacha amhail imoibrithe fisiciceimiceacha ardteochta, eolaíocht ábhar agus rialú próisis. Mar "phróiseas foinse" an tslabhra tionscal ábhar sileacain, bíonn tionchar díreach ag a cháilíocht agus a chobhsaíocht ar fheidhmíocht agus ar chostas iarratais anuas.

De réir mar a leanann an t-éileamh domhanda ar fhuinneamh glas, stóráil fuinnimh, feithiclí leictreacha agus táirgí leictreonacha cliste ag fás, tá an tábhacht a bhaineann le sileacain ghrád metallurgical ag éirí níos suntasaí agus níos suntasaí, rud a thugann deiseanna nua d'uasghrádú tionsclaíoch agus d'fhorbairt na teicneolaíochta um chosaint an chomhshaoil.