De productie van metallurgisch siliciumpoeder omvat een reeks gecontroleerde industriële stappen om een hoge zuiverheid en consistente kwaliteit te garanderen. Hieronder vindt u een gedetailleerde beschrijving van het proces:
1. Bereiding van grondstoffen
Primaire grondstoffen:
Kwartsiet (SiO₂): Hoogzuiver kwarterts (groter dan of gelijk aan 98,5% SiO₂).
Koolstofhoudende reductiemiddelen: Petroleumcokes, houtskool of steenkool, die als reductiemiddel werken.
Voorbehandeling:
Kwartsiet wordt vermalen en gewassen om onzuiverheden (bijvoorbeeld klei, organisch materiaal) te verwijderen.
Reductiemiddelen worden gecalcineerd om vluchtige stoffen te verminderen en de reactiviteit te verbeteren.
2. Carbothermische reductie in een vlamboogoven
Belangrijke reactie:
SiO₂ + 2C → Si + 2CO↑ (temperatuur: 2000 graden).
Processtappen:
Oplader: Kwartsiet en koolstofreductiemiddelen worden in een ondergedompelde boogoven geplaatst.
Verwarming van elektroden: Grafietelektroden genereren intense hitte om het mengsel te smelten en te herstellen.
Slakkenvorming: Onzuiverheden (Fe, Al, Ca) vormen slakken en worden periodiek verwijderd.
SnijdenGesmolten silicium (zuiverheid 97-99%) wordt uit de bodem van de oven gehaald en in blokken gegoten.
3. Verfijning (optioneel)
DoelVerdere vermindering van onzuiverheden om silicium van hogere kwaliteit te produceren (bijvoorbeeld 99,5%+ zuiverheid).
Methoden:
Raffinage van slakken: Toevoegen van vloeimiddelen (bijv. CaO) om resterende onzuiverheden te binden.
Gasreiniging: Blazen met zuurstof of chloor om metaalverontreinigingen te verwijderen.
4. Verpletteren en zeven
Verpletteren: Siliciumblokken worden mechanisch tot grote korrels vermalen.
Slijpen: De korrels worden tot poeder vermalen met behulp van kogelmolens of straalmolens.
Screening: Deeltjes worden geclassificeerd op grootte (bijvoorbeeld 80-325 mesh) met behulp van trilzeven.
5. Reiniging (voor toepassingen met hoge zuiverheid)
Chemische uitloging: Zuurwassing (HCl/HF) om resterende oxidelagen op te lossen.
Directionele kristallisatie: Verwijdering van onzuiverheden door gecontroleerde kristallisatie (voor silicium van zonne-energie/elektronische kwaliteit).
6. Kwaliteitscontrole en verpakking
Testen
Spectrometrie: Meet de elementaire samenstelling (Fe-, Al-, Ca-gehalte).
Analyse van de deeltjesgrootte: Garandeert naleving van gespecificeerde deeltjesgroottebereiken.
Vochtigheidscontrole: Drogen tot een vochtgehalte van minder dan of gelijk aan 0,1%.
Pakket:
Verzegeld in vochtbestendige zakken (25 kg of 1 ton) om oxidatie te voorkomen.
Etikettering met vermelding van de kwaliteit (bijvoorbeeld 553, 441), partijnummer en veiligheidscertificaten.