Производство кремния

По распространенности кремний в земной коре занимает 2-ое пространство следуя за кислородом, сталкивается основным образом в повторяющемся виде кислородных синтезов (силикаты, кварц и т.д.). Высочайшей чистоты кремний применяется в полупроводниковых техниках, а технические чистоты ( от 96 до 99% ) – в цветной и черной металлургии для извлечения сплавов по нежелезному принципу(силумина и др.), изготовления силицидов, и раскисления сплавов и стали(устранение кислорода), легирования (кремнистые сплавы и стали, используемые в электрических оборудованиях) и т.д.

Железный кремний является основой для сверхтехнологичной индустрии. Кремний — считается главным фотоэлементом, применяемым для солнечных батарей, для компьютеров, полупроводников и тд.

Кстати, создание металлургического кремния полностью безотходно. Сверху печи прикрепленны воздуховоды, и вся пыль улетучивается в газоочистку, в котором улавливаются микрочастицы. Данная пыль кремния является полезным продуктом в иной части изготовления. К примеру, ранее в Европе кварц переплавляли лишь для такого, чтоб его позже размолоть и сделать добавкой для бетона, а также в растворы, которые владеют чрезвычайно большим укрепляющим свойством. Кварцевая кристаллическая сетка чрезвычайно крепкая. И бетон маркой 900, возможно получить лишь с поддержкой кремния.
 

Что возможно совершить с техническим кремнием?

Технологическая цепь в производстве кремния все еще продолжается: металлургический кремний, затем поликремний, далее монокристаллический кремний и завершающим этапом являются кремниевые пластинки. В последствии очищения металлургический кремний перегоняют, превращая в экологически вредные соединения хлора: трихлорсилан либо дихлорсилан. В последствии крайней очистки в ректификационном процессе и колоннах осаждения выходит поликремний, в котором концентрация примесей не превосходит десятитысячной доли процента. Затем его переплавляют в монокристаллический материал, а монокристаллы разрезают на пластинки. Вот так получают 80 процентов монокристаллического кремния, применяемого в электронике.

Процесс изготовления кремния

1. В процессе изготовления на заводе получают 2 типа продукта:

• металлический кремний (с чистотой не ниже 98,5%, применяемый в химической и аллюминивой отраслях)
• пыль кремниевая (ультрадисперсный источник, получаемый в ходе газоочистки печей, он используется в изготовлении особокрепких сухих строительных смесей)

В промышленности кремний технической чистоты производят, восстанавливая расплавление SiO2 коксом при температуре примерно 1800 градусов Цельсия в руднотермических печках шахтного типа. Чистота приобретенного таковым образом кремния может достигать 99,9 %(главные примеси — углерод, сплавы).

Главным аппаратом для выплавки технического кремния считается дуговая рудотермическая одно-трехфазная электрическая печка силой от 8 до 25 МВА. Печка представляет собой выпуклый металлической кожух с дном, футерованные огнеустойчивой кладкой.

Снабжение энергией печи исполняется при помощи электрода, используемого из графита. Электроды самоспекающиеся в технологии производства кремния не используются из-за вероятности загрязнения продукта электродной массой и кожуха электрода (кальций, алюминий, железо). Электрические свойства восстановительного процесса поддерживаются с помощью печного трансформатора, который соединен с электродом высокоамперной сетью, в которой мощность тока составляет 40-80 кА. По мере расхода электрода они удлиняются при помощи устройств перепуска. Регулирование данной силы тока в электроде исполняется методом смещения электрода по вертикальной оси.

Производство кремния идет фактически постоянно через лётку(отверстие в футеровке)в железную футерованную изложницу.

В печке с шунтированной дугой идет возобновление кремния за счет кремнезёма кварцита углеродом восстановителем. Абстрактная температура начального процесса изготовления 1670 градусов Цельсия. К главным видам восстановителей относятся: нефтекокс, древесный уголь(сосновый и берёзовый), неподвижный уголь.

С рудотермической печки, жидкий кварц попадает в ковш из которого он переливается по различным формам.

В формах железный кремний охлаждается и застывает.

После ожидания кремний дробят на маленькие кусочки гидромолотом.

Потом готовая продукция запаковывается в бигбэги — пластмассовые мешки, вмещающие 1000 килограммов металлургического кремния, а затем отправляются заказчикам.