Conas a dhéantar miotail sileacain a scagadh

Mar ábhar bunúsach fíor-riachtanach i gcóras ollmhór an tionscail nua-aimseartha, úsáidtear miotail sileacain go forleathan i go leor réimsí tábhachtacha mar mhiotaleolaíocht, leathsheoltóirí agus silicones. Ó chuidiú le feabhas a chur ar fheidhmíocht cruach go dtí bheith ina chroí-amhábhar do mhonarú sliseanna, bíonn tionchar díreach ag cáilíocht agus toradh miotail sileacain ar fhorbairt go leor tionscal iartheachtacha. San Airteagal seo, déanfaimid anailís ar an bpróiseas scagtha de mhiotal sileacain (sileacain thionsclaíoch) agus réitímid na rúndiamhra a bhaineann le táirgeadh ó amhábhar go táirge críochnaithe.

Sainmhíniú

Is cineál monaiméirí sileacain é miotail sileacain, ar a dtugtar sileacan tionsclaíoch nó sileacan criostalach freisin, a bhfuil luach tionsclaíoch tábhachtach aige sa réimse ceimiceach. Mar gheall ar a raon leathan iarratas i dtáirgeadh tionsclaíoch, úsáidtear na sonrúcháin éagsúla seo go forleathan sa tionscal.

Córas aicmithe

Déantar miotail sileacain a aicmiú go príomha ar bhonn ábhar na dtrí phríomh-eisíontas: iarann, alúmanam agus cailciam. Léirítear an t-aicmiú seo ag uimhreacha sonracha, mar shampla, is ionann an grád "553" de mhiotal sileacain 5% iarann, 5% alúmanam, agus 3% cailciam, agus ciallaíonn "3303" 3% iarann, 3% alúmanam, agus 0.3% cailciam. Bhí an tionscal in ann é seo a bhaint amach trí rialacha soiléire uimhrithe. Tríd an riail uimhrithe soiléir seo, is féidir leis an tionscal staid eisíontais agus leibhéal cáilíochta miotail sileacain a chinneadh go tapa.

Céatadán na n-iarratas iartheachtacha

Tá raon leathan d'iarratais anuas ag miotail sileacain, agus athraíonn an cion i réimsí éagsúla. Ina measc, úsáidtear 30.28% le haghaidh táirgeadh polysilicon, a fhreastalaíonn ar na tionscail leathsheoltóra agus fuinneamh na gréine; Déantar 26.82% a scagadh go sileacan de ghrád mhiotaleolaíochta, a úsáidtear chun cóimhiotail alúmanaim a mhonarú; agus déantar 38.03% a scagadh tuilleadh tríd an bpróiseas hidrometallurgical go dtí sileacain de ghrád ceimiceach, a úsáidtear chun rubar silicone agus silane a tháirgeadh. Éilíonn iarratais éagsúla ábhar íonachta agus neamhíonachta éagsúla de mhiotal sileacain, a chinneann na difríochtaí sa phróiseas scagtha.

Shilice, an croí-amhábhar

Ceanglais chomhdhéanamh

Tá shilice, mar an croí-amhábhar le haghaidh táirgeadh miotail sileacain, faoi réir caighdeáin dhian comhdhéanamh. Éilíonn táirgeadh tionsclaíoch go gcaithfidh an cion SiO2 de shilice a bheith níos mó ná nó cothrom le 99%, agus Fe2O3 Níos lú ná nó cothrom le 0.15%, Al2O3 < 0.2%, CaO < 0.1%, agus b'fhearr go mbeadh na neamhíonachtaí iomlána < 0.6%. Cuirfidh ábhar eisíontais iomarcach isteach go díreach ar an bpróiseas bruithnithe, méadú ar thomhaltas fuinnimh agus fiú laghdú ar cháilíocht na miotail sileacain.

Airíonna Fisiceacha

Chomh maith lena chomhdhéanamh ceimiceach, tá airíonna fisiceacha shilice chomh ríthábhachtach céanna. Caithfidh sé a bheith an-fhrithsheasmhach in aghaidh teasa agus ba cheart go laghdódh sé scoilteadh nuair a dhéantar athruithe céime teirmeacha nuair a chuirtear leis an bhfoirnéis é. Dá airde an teocht tosaigh le haghaidh cur isteach dian, is amhlaidh is fearr, chun cobhsaíocht a chinntiú i dtimpeallacht ardteochta na foirnéise. Ina theannta sin, is tréith thábhachtach é an in-ath-laghdú SiO2 a chinneann an féidir silica a laghdú go rathúil go miotail sileacain.

Aicmiú agus úsáid amhábhar

Ní hionann cáilíocht na n-amhábhar silica, agus a n-úsáidí freisin. De ghnáth úsáidtear gaineamh Grianchloch ardcháilíochta, mar gheall ar a íonacht agus a cháilíocht, go díreach i dtáirgeadh táirgí gloine Grianchloch ar ghrád ard, agus is féidir é a phróiseáil i gcriostail ardchaighdeáin agus tourmalines, etc., fiú, ach tá silica le gráid beagán níos ísle, ach le cúlchistí níos mó, coinníollacha mianadóireachta níos fearr, agus costas leictreachais níos ísle sa cheantar máguaird, níos oiriúnaí do tháirgeadh miotail sileacain.

Reductants carbónúla

Cineálacha gníomhaire laghdaitheora

I measc na laghdaitheoirí carbónúla a úsáidtear go coitianta i bpróiseas bruithnithe miotail sileacain tá gualaigh, cóc peitriliam agus gual. Imoibríonn na gníomhairí laghdaithe seo le silica ag teochtaí arda chun sileacain ó shilice a laghdú.

Riachtanais feidhmíochta

Níl gach ábhar carbónúil oiriúnach le húsáid mar ghníomhairí laghdaithe, agus tá ceanglais dhian feidhmíochta ag an táirgeadh. Go ginearálta, is gá go mbeadh carbóin seasta ard, fuinseog íseal, ábhar measartha so-ghalaithe, íseal taise, friotachas ard, imoibríocht ard agus neart meicniúil áirithe ag an reductant. Ní féidir linn ach na ceanglais seo a chomhlíonadh a chinntiú go laghdófar silica go héifeachtach sa phróiseas bruithnithe, agus ag an am céanna, tabhairt isteach neamhíonachtaí a laghdú, ionas go laghdófar ualach an phróisis díghabhála ina dhiaidh sin.

Prionsabal agus modh bruithnithe

Glacann bruithniú miotail sileacain go príomha an modh foirnéise leictreach, ie an modh carbothermal. Is é an bunphrionsabal ná go n-imoibríonn silica (SiO2) go ceimiceach i bhfoirnéis stua leictreach le gníomhaire laghdaithe carbóin. Faoi choinníollacha teocht ard, imoibríonn SiO2 le carbón (C) chun sileacain (Si) agus aonocsaíd charbóin (CO) a fhoirmiú, leis an gcothromóid cheimiceach: SiO2 + 2C → Si + 2CO. Éilíonn an próiseas seo rialú beacht ar na coinníollacha teochta agus imoibrithe chun laghdú éifeachtach sileacain a bhaint amach.

Príomhphróisis Táirgthe

Dosing agus Cumasc

Is iad dosáil agus meascadh na bunchéimeanna a bhaineann le bruithniú. Ní mór iad a mheaitseáil go cruinn le comhdhéanamh ceimiceach agus méid na gcáithníní den reductant shilice agus carbónúil chun aonfhoirmeacht agus cobhsaíocht an mhuirir a chinntiú i dtéarmaí comhdhéanamh agus airíonna fisiceacha. Ní féidir ach muirear aonfhoirmeach imoibriú cobhsaí agus éifeachtach a bhaint amach san fhoirnéis leictreach.

Muirearú agus Muirearú Foirnéise

Tá an próiseas muirir go docht seicheamhach agus tá an muirear luchtaithe isteach sa foirnéis ar bhealach ar leith. Le ísliú de réir a chéile ar na leictreoidí, cuirtear tús leis an soláthar cumhachta agus méadaítear an sruth de réir a chéile de réir an phróisis imoibrithe. Éilíonn an chéim seo ar an oibreoir aird a thabhairt ar na paraiméadair go léir chun a chinntiú go bhfuil an próiseas beathaithe réidh agus nach bhfuil tionchar ag neamhghnáchaíochtaí reatha ar an imoibriú.

Stewing agus scagadh

Is é stewing agus scagadh an eochair don phróiseas bruithnithe iomlán. Trí voltas, reatha agus paraiméadair eile na foirnéise leictreacha a choigeartú go beacht, coimeádtar an teocht taobh istigh den fhoirnéis i raon oiriúnach chun a chinntiú go laghdaítear SiO2 go hiomlán le miotail sileacain. Ag an am céanna, is féidir roinnt neamhíonachtaí a bhaint go héifeachtach le linn an phróisis, rud a fheabhsaíonn cáilíocht tosaigh miotail sileacain.

Scaradh eisíontais

Tá eisíontais áirithe sa mhiotail sileacain a fhaightear ó bhruithniú, ar gá iad a scagadh agus a íonú tuilleadh. Is modh coitianta é comhdhúile sileacain so-ghalaithe a chóireáil trí dhriogadh chun na neamhíonachtaí a scaradh, rud a fheabhsóidh go mór íonacht sileacain chun freastal ar riachtanais iarratais éagsúla.

Próiseas Múnlaithe

Déantar sileacain íonaithe tar éis scaradh eisíontais a chaitheamh i bhfoirmeacha soladacha mar thinní, bloic nó millíní. Ina dhiaidh sin, tá sé brúite, talamh agus a phróiseáil de réir riachtanais iarratais na dtionscal éagsúla chun táirgí miotail sileacain a chomhlíonann na sonraíochtaí.

Pacáistiú agus Dáileadh

Tar éis a mhúnlú agus a phróiseáil, déanfar na táirgí críochnaithe miotail sileacain a phacáistiú de réir saintréithe an táirge agus riachtanais an chustaiméara. Tar éis pacáistiú, déanfar na táirgí seo a dháileadh ar thionscail éagsúla cosúil le leictreonaic, miotalóireacht, ceimiceáin, etc., agus cuirfear isteach i bpróisis táirgthe éagsúla iad.

Tomhaltas fuinnimh

Tomhaltas ard fuinnimh

De ghnáth is tionscal ardfhuinnimh é táirgeadh miotail sileacain, le meán-ídiú leictreachais de 13,000kwh in aghaidh an tonna sileacain. I bhfoirnéisí stua leictreacha, tá gá le teocht imoibrithe suas le 1800 céim chun a chinntiú go dtarlaíonn laghdú shilice agus carbóin go réidh. Déanann sé seo táirgeadh miotail sileacain ag brath go mór ar acmhainní leictreachais, agus de ghnáth déantar táirgeadh i gceantair le hacmhainní leictreachais leordhóthanach.

Bearta coigilte fuinnimh

Tá bearta éagsúla glactha chun ídiú fuinnimh a laghdú. Roghnaíonn sé mianta foinse shilice ardchaighdeáin agus laghdaitheoirí carbónúla a bhfuil ardghníomhaíocht agus cion íseal luaith acu chun an éifeachtúlacht imoibrithe a fheabhsú ó thaobh na n-amhábhar; glacann foirnéisí thermoelectric chun cinn chun feidhmíocht an trealaimh a bharrfheabhsú; agus laghdaítear an tomhaltas fuinnimh tuilleadh trí oibriú an phróisis a bharrfheabhsú chun fadhbanna cosúil le stadanna te agus fabraicí míchothrom a laghdú, ionas go mbainfear amach coigilt fuinnimh agus laghdú ar thomhaltas fuinnimh.

Cáilíocht amhábhar

Rialú neamhíonachta shilice

Tá tionchar suntasach ag ábhar eisíontais na n-amhábhar silica ar tháirgeadh. Agus shilice tionsclaíoch ardchaighdeáin á dtáirgeadh, tá Fe2O3 níos lú ná 15%, tá Al2O3 níos lú ná 20%, tá CaO níos lú ná 15%; má tá shilice tionsclaíoch ardchaighdeáin á dtáirgeadh, tá caighdeán rialaithe na n-ocsaídí seo níos déine. Mar thoradh ar ábhar ard na n-eisíontais beidh dromchla ábhar greamaitheach béal na foirnéise, tréscaoilteacht lag, caillteanas teasa agus tomhaltas cumhachta a mhéadú.

Airíonna fisiceacha shilice

Tá cobhsaíocht theirmeach agus friotaíocht pléascadh shilice chomh tábhachtach céanna. Má tá cobhsaíocht theirmeach shilice bocht, éasca le réabfaidh tar éis téamh, scealpadh dromchla, beidh tionchar tromchúiseach ar an tréscaoilteacht na foirnéise, a eascraíonn i an chuid uachtarach den nascáil muirear foirnéise, ní féidir teas a aistriú go héifeachtach, agus ar deireadh thiar, tháinig méadú suntasach ar an tomhaltas cumhachta. Ina theannta sin, ba cheart méid na gcáithníní silica a rialú go docht ag 50 - 120mm, beidh tionchar diúltach ag méid na gcáithníní ró-bheag nó ró-mhór ar an táirgeadh.

Le dul chun cinn leanúnach na teicneolaíochta tionscail, forbróidh teicneolaíocht scagtha miotail sileacain freisin i dtreo coigilte fuinnimh, ardéifeachtúlachta agus ardíonachta. Sa todhchaí, beidh an tionscal ag tabhairt aghaidh ar dhúshláin cosúil le tomhaltas fuinnimh a laghdú agus íonacht an táirge a fheabhsú, agus tá deiseanna ann freisin mar nuálaíocht theicneolaíoch agus oscailt réimsí iarratais nua. Trí thaighde agus forbairt teicneolaíochta leanúnach agus leas iomlán a bhaint as próisis, is cinnte go soláthróidh an tionscal miotail sileacain tacaíocht níos daingne d'fhorbairt thionsclaíoch nua-aimseartha.