Proizvodnja metalurškog silikonskog praha uključuje niz kontroliranih industrijskih koraka kako bi se osigurala visoka čistoća i dosljedan kvalitet. Ispod je detaljan opis procesa:
1. Priprema sirovina
Primarne sirovine:
kvarcit (SiO₂): Ruda kvarca visoke čistoće (veća ili jednaka 98,5% SiO₂).
Ugljični redukcioni agensi: Naftni koks, drveni ugalj ili ugalj, koji djeluju kao redukcioni agensi.
Predtretman:
Kvarcit se drobi i pere kako bi se uklonile nečistoće (npr. glina, organska tvar).
Redukcioni agensi se kalciniraju kako bi se smanjile isparljive tvari i poboljšala reaktivnost.
2. Karbotermička redukcija u elektrolučnoj peći
Ključna reakcija:
SiO₂ + 2C → Si + 2CO↑ (temperatura: 2000 stepeni).
Koraci procesa:
Punjač: Kvarcit i redukcioni agensi ugljika stavljaju se u potopljenu lučnu peć.
Zagrijavanje elektroda: Grafitne elektrode stvaraju intenzivnu toplinu kako bi se otopila i obnovila smjesa.
Formiranje šljake: Nečistoće (Fe, Al, Ca) formiraju šljaku i povremeno se uklanjaju.
RezanjeRastopljeni silicijum (97-99% čistoće) uzima se sa dna peći i sipa u ingote.
3. Rafiniranje (opciono)
SvrhaDalje smanjenje nečistoća za proizvodnju silicijuma visokog kvaliteta (npr. čistoća 99,5%+).
Metode:
Rafiniranje šljake: Dodavanje fluksa (npr. CaO) za vezivanje zaostalih nečistoća.
Čišćenje plina: Duvanje kiseonikom ili hlorom za uklanjanje metalnih nečistoća.
4. Drobljenje i prosijavanje
Crushing: Silicijumski ingoti se mehanički usitnjavaju u velike granule.
Brušenje: Granule se melju u prah pomoću kugličnih mlinova ili mlinova.
Screening: Čestice se klasifikuju prema veličini (npr. 80-325 mesh) pomoću vibracionih sita.
5. Čišćenje (za aplikacije visoke čistoće)
Hemijsko ispiranje: Kiselinsko pranje (HCl/HF) za otapanje zaostalih slojeva oksida.
Usmjerena kristalizacija: Uklanjanje nečistoća kontrolisanom kristalizacijom (za solarni/elektronski silicijum).
6. Kontrola kvaliteta i pakovanja
Testovi
Spektrometrija: Mjeri elementarni sastav (sadržaj Fe, Al, Ca).
Analiza veličine čestica: Osigurava usklađenost sa specificiranim rasponima veličine čestica.
Kontrola vlažnosti: Sušenje do sadržaja vlage Manje ili jednako 0,1%.
Paket:
Zapečaćeno u vrećama otpornim na vlagu (25 kg ili 1 tona) kako bi se spriječila oksidacija.
Označavanje koje označava razred (na primjer, 553, 441), broj serije i sigurnosne potvrde.