工业硅精炼提纯工艺
工业硅的生产工艺
工业硅的生产工艺
工业硅的生产工艺主要分为两个步骤：冶炼工艺和精炼工艺。
1. 冶炼工艺：
（1）选矿：从硅矿石中选择含硅量高的矿石。
（2）破碎和磨矿：将选矿得到的矿石破碎成适当粒度，并进
行磨矿，使硅颗粒得到释放和分散。
（3）浸出：将破碎和磨矿的矿石与酸性溶液（一般为硫酸）
进行浸泡，通过化学反应，使硅溶解出来形成硅酸。
（4）晶化：将浸出得到的硅酸溶液进行晶化，将硅酸溶液在
高温下循环晶化，使硅溶液中的杂质逐渐沉淀。
（5）分离：将晶化后的硅溶液进行过滤和分离，得到固体的
硅混合物。
2. 精炼工艺：
（1）还原冶炼：将硅混合物与还原剂（一般为木炭）进行混
合后，在高温下还原反应，将硅混合物中的杂质氧化物还原为金属硅，并使硅颗粒形成。
（2）冶金纯化：经过还原冶炼后得到的金属硅进行冶金纯化，通过电解和真空冶金等方法，去除硅中的杂质，提高硅的纯度。
（3）粉碎和分级：将冶炼纯化后的硅进行粉碎和分级，使得
硅颗粒达到要求的细度和粒度。
（4）包装和储存：将粉碎和分级后的硅进行包装，并储存在
干燥、无灰尘、无污染的仓库中，准备发货。
工业硅吹氧精炼工艺流程
工业硅吹氧精炼工艺流程工业硅吹氧精炼呀，这可是个很有趣的过程呢。
一、原料准备。
工业硅在进行吹氧精炼之前，那得有合格的原料呀。
这原料呢，就是含有一定杂质的粗硅。
粗硅的来源可能多种多样，但基本上都是经过初步冶炼得到的。
它里面有像铁呀、铝呀、钙这些杂质。
这些杂质可不好呢，会影响工业硅的质量，所以才需要精炼嘛。
就好比一个璞玉，里面有瑕疵，得把瑕疵去掉才能成为美玉。
二、吹氧设备。
那进行吹氧精炼得有专门的设备呀。
一般会有特制的吹氧枪，这个吹氧枪就像是一个魔法棒。
它能够把氧气准确地送到工业硅的熔池中。
还有精炼炉，精炼炉得有很好的密封性和温度控制能力。
这就好比是一个特殊的厨房，厨师要在这个厨房里做出美味的菜肴，也就是精炼出高质量的工业硅。
炉子里的温度要控制得刚刚好，要是温度太低了，那反应就不充分，杂质去不掉；要是温度太高了，又可能会有其他的问题，比如能源浪费啦，或者对设备有损害啦。
三、吹氧精炼过程。
开始吹氧的时候，氧气通过吹氧枪进入到工业硅的熔池里。
这个时候就像是一场热闹的派对开始了。
氧气和熔池里的硅以及杂质开始发生反应。
铁杂质呢，会被氧化成氧化铁，铝杂质会变成氧化铝，钙杂质也会变成氧化钙。
这些氧化物呀，就像是不受欢迎的客人，它们会慢慢地从熔池中分离出来。
而且这个过程中，还会产生一些气体呢，这些气体就带着那些杂质的氧化物往上跑，就像小气球带着不想要的东西飞走啦。
这个时候熔池里的工业硅就变得越来越纯净啦。
四、精炼后的处理。
等吹氧精炼完成之后，也不能就这么不管了。
得对精炼后的工业硅进行处理。
首先要让它慢慢冷却，这个冷却的速度也很重要哦。
如果冷却得太快，工业硅可能会出现裂缝之类的问题，就像热的玻璃突然遇冷会碎掉一样。
等冷却好了之后，还得对它进行检测，看看杂质去除的程度是不是达到了标准。
如果没有达到标准，可能还得再精炼一次呢。
这就像考试没考好，得重新复习再考一次一样。
检测合格的工业硅就可以进行下一步的加工或者直接包装出售啦。
解析工业硅的生产工艺与技术
解析工业硅的生产工艺与技术工业硅是一种重要的无机化工原材料，广泛应用于电子、光伏、化工等领域。
本文将对工业硅的生产工艺与技术进行解析，包括原料准备、工艺流程、设备选型、能耗控制等方面。
一、原料准备工业硅的主要原料是硅石，其化学成分主要为二氧化硅（SiO2）。
硅石的来源通常有天然矿石和人工合成两种途径。
天然矿石主要有石英石、水晶石等，而人工合成则以石英砂为基础进行高温烧结制备。
二、工艺流程1. 原料处理：对硅石进行粉碎、筛分、清洗等处理，去除杂质和粉尘。
2. 还原冶炼：将经过处理的硅石与还原剂（如焦炭、木炭）混合，进入电炉或高炉进行还原冶炼。
还原冶炼的过程中，主要通过高温和还原剂的反应，使二氧化硅还原为金属硅。
3. 精炼提纯：通过精炼设备，如分馏塔、反应炉等，对还原后的金属硅进行进一步的精炼提纯。
这一步主要是利用物理方法和化学反应去除金属硅中的杂质，提高工业硅的纯度。
4. 冷却成型：将精炼后的工业硅通过冷却设备，如冷却器或连铸机，进行冷却成型。
常见的成型形式包括棒状、块状、颗粒状等。
三、设备选型工业硅的生产过程需要配备一系列的设备，包括原料处理设备、冶炼设备、精炼设备、冷却成型设备等。
在设备选型时，需要考虑生产规模、能耗控制、操作便捷等因素，选择合适的设备。
常见的设备有破碎机、筛分机、热炉、反应器、蒸馏塔、连铸机等。
四、能耗控制工业硅的生产过程中能耗控制是重要的环节。
合理的能耗控制可以降低生产成本、提高生产效率。
能耗控制的关键在于选择高效的设备、优化工艺流程、提高热能利用效率等。
同时，设备的维护保养也是保证能耗控制的重要环节。
结语工业硅的生产工艺与技术涉及原料准备、工艺流程、设备选型和能耗控制等方面。
通过科学合理的生产工艺和技术手段，可以实现高效、稳定、低能耗的工业硅生产。
随着科技的发展和工艺的改良，工业硅的生产工艺与技术也将不断提升和创新，为工业硅的应用提供更好的技术支持。
工业硅冶炼操作工艺
工业硅冶炼操作工艺工业硅是一种重要的非金属材料，广泛应用于电子、航空、军事等领域。
其冶炼操作工艺主要包括原料准备、炉料配比、冶炼过程、熔体处理和成品收得等环节。
下面将详细介绍工业硅冶炼操作工艺的各个环节。
首先是原料准备。
工业硅的主要原料是二氧化硅和碳素材料。
优质的二氧化硅可以通过矽石、石英砂等进行提取和煅烧得到。
而碳素材料可以选择木炭、石墨等。
这些原料需要经过破碎、筛分等工序处理，确保其质量符合要求。
其次是炉料配比。
炉料配比的目的是根据所选用的原料和生产要求确定每种原料的使用量，并进行合理的混合。
炉料配比的关键是保证二氧化硅和碳的物料进入炉内的均衡性，以提高冶炼的效率和质量。
根据不同的冶炼工艺和设备的要求，炉料配比可能有所不同。
然后是冶炼过程。
冶炼过程主要包括炉外预加热、炉内加热和化学反应。
首先，将炉料通过预加热装置进行预热，使炉料达到一定的温度，以提高冶炼效率。
接着，将预热后的炉料投入到冶炼炉内，进行加热。
在冶炼炉内，通过高温作用，碳素材料与二氧化硅发生化学反应生成工业硅。
整个冶炼过程需要通过稳定的供气系统和控制系统来确保冶炼炉内的气氛和温度的稳定。
接下来是熔体处理。
冶炼出的工业硅一般存在着一定的杂质，需要通过熔体处理进行脱杂。
熔体处理主要包括除杂、升温和浇注等步骤。
首先，通过加入脱杂剂，在一定的温度和时间条件下，将杂质置于熔体表面，并使用推拉或真空泡沫方法将其排除。
然后，逐渐升温，使得工业硅达到成品要求的温度。
最后，将熔体浇入预先准备好的模具中，待其冷却凝固后，得到成品工业硅。
最后是成品收得。
在冶炼工艺中，冶炼的成品工业硅必须经过包装、存放和质量检测等环节。
对于不同规格和要求的工业硅，需要采用不同的包装方式进行包装，并进行标识和存放。
此外，还需要对成品进行质量检测，以确保其达到国家或行业标准的要求。
总之，工业硅冶炼操作工艺涵盖了原料准备、炉料配比、冶炼过程、熔体处理和成品收得等环节。
通过合理的操作和控制，可以获得质量稳定、合格的工业硅产品，满足不同行业的需求。
工业硅加工流程
工业硅加工流程
工业硅是指用于生产电子产品、光伏电池、半导体等工业领域的高纯度硅材料。
它的生产过程包括以下几个主要步骤:
1. 矿石提纯
工业硅的原材料主要来自石英砂或金红石。
首先需要通过物理和化学方法将矿石中的杂质去除,获得高纯度的二氧化硅。
2. 还原反应
将高纯度的二氧化硅与碳(煤或木屑)在电炉中加热至1600-2000°C,发生还原反应生成粗硅。
化学反应方程式为:SiO2 + 2C = Si + 2CO。
3. 精制
粗硅中仍含有少量杂质,需要进行进一步的精制处理。
常见方法有化学汽相沉积法(CVD)和区熔精炼法等,可获得纯度在9N(99.999999%)以上的多晶硅。
4. 生长单晶硅
将精制后的多晶硅在真空或惰性气体保护下加热,利用凝固技术(如区熔重熔法)生长单晶硅棒。
单晶硅是半导体制造的关键材料。
5. 切割/研磨
将长度可达2米的单晶硅棒切割成3-300微米厚的圆盘状硅片(晶圆),经过抛光和清洗等处理后,即可用于制造集成电路或其它电子元器件。
在整个加工流程中,控制杂质含量和结晶质量是关键,需要在无尘车间等洁净环境下操作。
工业硅生产技术已日益成熟,是电子信息产业发展的重要支撑材料。
工业硅炉外精炼的方法
工业硅炉外精炼的方法
工业硅炉外精炼是一种用于提高硅材料纯度和质量的关键工艺。
它通常是在硅
炉内部冶炼过程之后进行的，以去除残留的杂质和提高硅的纯净度。
以下是常用的工业硅炉外精炼方法：
1. 酸洗法：酸洗法是一种常见的精炼方法，通过将硅材料浸泡在酸性溶液中，
如盐酸或氢氟酸中，可以去除杂质。
酸洗的过程需要在恰当的温度和浸泡时间下进行，以确保杂质被充分溶解并去除。
2. 碱洗法：碱洗法是另一种常用的精炼方法。
硅材料可以被浸泡在碱性溶液中，如氢氧化钠或氨水中。
碱性条件可以使一些杂质在溶液中发生沉淀或化学反应，从而去除它们。
3. 氧化法：氧化是一种常用于硅材料精炼的方法。
在高温下，硅材料可以与氧
气反应形成氧化硅，并与部分杂质形成易于分离的氧化物。
这种方法可以去除硅材料中的一些杂质，提高纯度。
4. 熔炼法：熔炼法是将硅材料在高温下熔化，并使用不同的附加剂来吸附或反
应掉杂质的方法。
这些附加剂可以是金属、气体或其他高反应性物质。
这种方法可以去除大部分杂质，提高硅的纯度。
需要注意的是，工业硅炉外精炼方法的选择要根据具体的杂质种类和硅材料的
要求来确定。
不同的方法可能对不同的杂质有不同的效果。
此外，精炼过程需要控制温度、时间和化学条件，以确保精炼效果和硅材料的质量。
总之，在工业硅生产中，硅炉外精炼是一个重要的工艺步骤，可以提高硅材料
的纯度和质量。
通过选择适当的方法和调整精炼条件，我们能够去除杂质并获得高纯度的硅材料。
工业硅生产工艺流程
工业硅生产工艺流程工业硅的生产工艺流程包括以下几个步骤：1. 选矿和预处理：首先，需要从矿石中提取硅石，然后进行物理或化学方式的预处理，以去除杂质。
2. 冶炼：将硅石与煤和木炭等还原剂一起放入高温炉中冶炼。
在高温下，硅石中的硅含氧化物会与还原剂发生反应，生成纯度较高的硅单质。
3. 精炼：将冶炼得到的硅单质进一步精炼，以提高其纯度。
精炼方法包括电火花炉精炼、真空炉精炼和气体氧火焰炉精炼等。
4. 熔融和浇铸：将精炼后的硅单质加热至液态，然后使用特殊工艺将其浇铸成硅锭。
硅锭是工业硅的主要形式。
5. 切割和加工：硅锭经过切割成薄片，然后进行平整、打磨和表面涂覆等加工步骤，以获得符合需求的工业硅产品。
需要注意的是，工业硅的生产工艺流程可能会因生产技术和设备的不同而有所差异，上述流程只是一个常见的概述。
6. 清洗和筛选：对切割和加工后的硅片进行清洗，以去除表面的杂质和残留物。
然后使用筛选设备对硅片进行分级或分选，以保证产品的质量和规格。
7. 薄板加工：对硅片进行进一步的加工，如切割、打磨、蚀刻和光刻等，以满足不同行业的需求。
这些加工步骤有助于将硅片制成具有特定形状和尺寸的硅晶圆，用于半导体制造等领域。
8. 检测和测试：对工业硅产品进行质量检测和性能测试，以确保其符合标准要求。
这些检测和测试可以包括化学成分分析、物理性能测试、电性能测试等。
9. 包装和出货：对通过质检的工业硅产品进行包装，然后装箱或装运至用户或下游厂商的工厂。
包装和出货过程需要遵循相应的运输和贮存标准，以确保产品的安全和质量。
需要注意的是，工业硅生产工艺流程的具体细节可能会因企业的生产工艺和设备配置而有所不同。
此外，工业硅的应用领域众多，每个应用领域对工业硅的要求也略有差异，因此在生产工艺中可能还涉及一些特定的加工和处理步骤。
工业硅的冶炼工艺
工业硅的冶炼工艺---昌宁立得硅业有限责任公司艾发斌一、工业硅冶炼的原料冶炼工业硅的原料主要有硅石、碳质还原剂。
由于对工业硅中铝、钙、铁含量限制严格，对原料的要求也特别严格。
硅石中SiO2>99.0%，Al2O3<0.3%，Fe2O3<0.15%，CaO<0.2%，MgO<0.15%；粒度为15～80mm。
选择碳质还原剂的原则是：固定碳高，灰分低，化学活性好。
通常是采用低灰分的石油焦或沥青焦作还原剂。
但是，由于这两种焦炭电阻率小，反应能力差，因而必须配用灰分低，电阻率大和反应能力强的木炭（或木块）代替部分石油焦。
为使炉料烧结，还应配入部分低灰分烟煤。
必须指出，过多或全部用木炭，不但会提高产品成本，而且还会使炉况紊乱，如因料面烧结差而引起刺火塌料、难以形成高温反应区、炉底易开成SiC层、出铁困难等。
对几种碳质还原剂的要求如表1-1所示。
表1-1 碳质还原剂成分粒度要求名称挥发分/%灰分/%固定碳/%粒度/mm木炭25～30 〈2 65～75 3～100 木块〈3 〈150 石油焦12～16 〈0.5 82～86 0～13烟煤〈30 <8 0～13 此外，碳质还原剂含水量要低且稳定，不能含其他杂物。
二、工业硅冶炼基本原理碳还原氧化硅的反应，通常以下式表示：SiO+2C=Si+2CO这是硅冶炼主反应的表达式，也是一般计算和控制正常熔炼依据的基础。
但就碳还原氧化硅的整个反应过程来说，却有着复杂的反应机构。
A·Γ·沃多普亚诺夫(Bодопьянов)等指出，碳还原氧化硅是通过气相实现的。
二氧化硅在变为气上时，分解出一氧化碳和分子氧，在惰性气氛中在非接触相互作用条件下，氧化硅和碳之间产生如下反应：氧化硅的表面分解：2SiO2=2SiO+O2碳的表层与氧化硅分解产物相互作用：SiO+2C=SiC+COO2+2C=2COиoсo库勒科夫 (Kyлков)认为游离碳的存在能保证由SiO2把硅还原成碳化硅，但在温度低于1400℃时反应速度不大。
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工业硅精炼提纯工艺
1.概述
工业硅是在埋弧电炉中用电热法冶炼生产的,在高温和强还原条件下一些由含硅原料和还原剂带入的氧化物杂质必然会得到部分被还原而进入产品金属相中。
作为一般用途的工业硅,其杂质含量并不构成使用上的困难。
但作为有机硅产品的原料,必须是化学级工业硅, 因此必须进行精炼, 除去其中的Ca、Al等杂质。
从化学反应角度来看,炉外精炼主要分为氯化精炼和氧化精炼两种。
氯化精炼由于在处理过程中会造成环境污染, 而氧化精炼也能有效地除去工业硅中的主要杂质铝和钙, 且工艺过程简单,
硅烧损率低,故一般采用炉外硅包氧化底吹精炼。
精炼原理是利用渣-金属元素相平衡的原理,将工业硅中的Ca 和Al氧化脱除后使其进入渣相。
整个过程不需要输入能量,只考虑硅包的散热损失。
2.精炼过程简述
2.1保持精炼过程的能量平衡
为使精炼过程顺利完成, 采用氧气和空气混吹的方式(应设有氧气站和空压站)。
纯氧氧化元素时放出的热量最多, 空气次之, 元素被氧化放出的热量能够和精炼过程中的散热保持平衡。
要维持精炼过程的能量平衡必须选择1580~ 1690℃作为精炼过程的温度区间。
2.2精炼的吹气方式
采用底吹方式, 底吹氧的透气砖安装在包底中,透气砖内有较多的细铜管, 氧气和空气从细铜管中吹向硅熔液实施精炼, 空气在吹氧结束后亦通过透气砖向硅熔液中形成正压。
2.3精炼的搅拌
采用压缩空气搅拌, 在吹入氧气进行精炼时以一定比例混入空气进行搅拌是为了改善渣--金属元素相反应的动力学条件, 加速造渣, 尽快脱除杂质, 减少热损失和硅液粘包。
2.4工艺简述
从氧气站和空压站输送来的氧气和压缩空气经计量由耐热橡胶管输入硅包底部散气砖中与刚出炉的硅液进行反应, 脱除杂质Ca和Al。
在出炉前2~3min, 先向包底通入压缩空气,以防止硅液灌入透气孔, 当硅液达三分之一硅包深度时,即可开启氧气进行氧化精炼。
待出完炉堵眼后并完成精炼, (铝、钙等含量达要求值以下) 即可关闭氧气, 并将砖包由出炉小车拉至浇铸间进行浇铸, 倒完硅液后继续通入压缩空气3~5min, 防止散气孔的堵塞, 稍后即可拔去热耐橡胶管,
并扒去硅渣, 等待出下一炉。
2.5工艺指标
(1) 氧气: 压力为0.5MPa, 消耗指标0.06T/T.Si(42m3) ;
(2) 压缩空气: 精炼时压力为015M Pa, 保压时压力为013~0.4MPa, 压缩空气的消耗按需要计算, 保压时间约为15min;
(3)精炼前后产品质量见表
2.6硅包的砌筑
(1) 硅包按常规方式砌筑, 透气砖中心用耐火浇铸料筑实, 其位置约偏心150mm;
(2) 透气砖为外购件。
另外, 精炼时的控制系统采用PLC自动控制。
3.工业硅精炼用制氧设备
随着我国光伏产业的快速发展，工业硅得到了广泛的应用，国内企业纷纷上马生产。
同时随着硅使用纯度要求的不断提高，使得一些企业采用氧气来精炼工业硅，在满足市场需要的同时提高单位产品硅的价格。
在激烈的市场竞争中，国内部分企业通过综合比较，选用投资少、经济性好的变压吸附制氧设备来替代传统的深冷工艺生产氧气，满足工业硅的氧气精炼。
（如：保利协鑫硅业、蓝星硅业、山西潞安硅业等都采用了变压吸附制氧工艺）通过使用该种工艺得到一致好评。
昆山锦沪机械有限公司隶属于美国锦绣国际企业集团ELEGANT，在国内外拥有六个子公司，专业致力与PSA、VPSA变压吸附制氧设备和分子筛的研发、生产及销售。
该公司生产的制氧设备具有质量稳定、产品氧气纯度高等特点，完全满足工业硅的精炼。