صهر معدن السيليكون

يتم إنتاج معدن السيليكون، المعروف أيضًا باسم السيليكون الصناعي أو السيليكون البلوري، عادةً عن طريق اختزال الكربون لثاني أكسيد السيليكون في الأفران الكهربائية. استخدامه الرئيسي هو كمادة مضافة للسبائك غير الحديدية وكمادة أولية لإنتاج السيليكون أشباه الموصلات والسيليكون العضوي.

في الصين، يتم تصنيف معدن السيليكون عادةً وفقًا لمحتوى الشوائب الثلاثة الرئيسية التي يحتوي عليها: الحديد والألومنيوم والكالسيوم. وفقا لنسبة محتوى الحديد والألومنيوم والكالسيوم في معدن السيليكون، يمكن تقسيم معدن السيليكون إلى 553، 441، 411، 421، 3303، 3305، 2202، 2502، 1501، 1101 ودرجات مختلفة أخرى. يتم ترميز الرقمين الأول والثاني لنسبة محتوى الحديد والألومنيوم، ويمثل الرقمان الثالث والرابع محتوى الكالسيوم. على سبيل المثال، 553 يعني أن محتوى الحديد والألمنيوم والكالسيوم هو 5%، 5%، 3%؛ 3303 يعني أن محتوى الحديد والألومنيوم والكالسيوم هو 3%، 3%، 0.3%)

يتم إنتاج معدن السيليكون بطريقة الكربوثيرمال، مما يعني أنه يتم صهر السيليكا وعامل الاختزال الكربوني في فرن الخام. تتراوح درجة نقاء السيليكون المنتج بهذه الطريقة من 97% إلى 98%، ويمكن استخدام هذا السيليكون بشكل عام في الأغراض المعدنية. إذا كنت ترغب في الحصول على درجة أعلى من السيليكون، فأنت بحاجة إلى صقله لإزالة الشوائب، والحصول على نقاء يتراوح بين 99.7% إلى 99.8% من السيليكون المعدني.

يتضمن صهر معدن السيليكون باستخدام رمل الكوارتز كمادة خام عدة خطوات لصنع كتل رمل الكوارتز، وإعداد الشحنة، وصهر الخام في الفرن.

بشكل عام، سيتم استخدام رمل الكوارتز عالي الجودة مباشرة في إنتاج منتجات زجاج الكوارتز عالية الجودة، وحتى معالجته إلى درجة الأحجار الكريمة مثل الكريستال والتورمالين وغيرها من المنتجات. الدرجة أسوأ قليلاً، لكن الاحتياطيات أكبر، وظروف التعدين أفضل قليلاً، والكهرباء المحيطة أرخص، وهو مناسب لإنتاج معدن السيليكون.

في الوقت الحاضر، إنتاج الصين من عملية الإنتاج الحراري للكربون معدن السيليكون: الاستخدام العام للسيليكا كمواد خام، وفحم الكوك، والفحم، ورقائق الخشب، والفحم منخفض الرماد وعوامل الاختزال الأخرى، في صهر درجة حرارة الفرن الحراري الخام، وتقليل معدن السيليكون من السيليكا، وهي عملية ذوبان القوس المغمور بدرجة حرارة عالية خالية من الخبث.

لذلك، على الرغم من أن معدن السيليكون يتم استخلاصه من السيليكا، إلا أنه ليس كل السيليكا مناسبًا لصنع معدن السيليكون. إن الرمال العادية التي نراها كل يوم ليست المادة الخام الحقيقية لمعدن السيليكون، بل هي رمل الكوارتز المستخدم في الإنتاج الصناعي المذكور أعلاه، وقد خضعت لتفاعل متعدد الخطوات لاستكمال التفكك من الرمل إلى معدن السيليكون.