金属硅生产采用碳热法,即用硅石、碳质还原剂在矿热炉内进行冶炼的方法。这样制得的硅纯度为97%~98%,这样的硅一般可以用在冶金用途。如果要得到更高品级的硅,则需再将其精炼除去杂质,得到纯度为99.7%~99.8%的金属硅。
目前,中国生产金属硅的碳热法的生产工艺路线:普遍采用的是以硅石为原料,石油焦、木炭、木片、低灰煤等为还原剂,在矿热电炉中高温熔炼,从硅石中还原出金属硅,其为无渣埋弧高温熔炼过程。
金属硅成分主要是硅,因此和硅具有相类似的性质。硅有无定形硅和晶形硅两种同素异形体。无定形硅是灰黑色粉末,实际上也是一种微晶体。锰矿:储量主要集中在南非、莫桑比克、澳大利亚、俄罗斯、缅甸、加蓬等国,我国的锰矿产地是辽宁、湖南、四川、广西等地区,但是因为品位低,所以每年需要从国外进口大量高品位锰矿搭配使用。晶形硅具有金刚石的晶体结构和半导体性质 , 熔点 1410℃ , 沸点 2355℃ ,密度2.32~2.34克/厘米3,莫氏硬度 7,性脆 。无定形硅化学性质活泼,在氧气中能剧烈燃烧。它在高温下与卤素、氮、碳等非金属发生反应,也能与镁、钙、铁等金属作用,生成硅化物。硅在地壳中资源极为丰富,仅次于氧,占地壳总重的四分之一还多,以二氧化硅或硅酸盐形式存在。纯的硅矿物是石英或硅石。因为熔炉中碎块在炉膛上部熔融,从而降低了炉料的透气性,使生产过程难以进行。硅有两种同素异形体:一种为暗棕色无定形粉末,性质活泼,在空气中能燃烧;另一种为性质稳定的晶体(晶态硅)。一般硅石和石英用于玻璃和其它建材,的石英用于制作合金、金属和单晶
工业硅又称结晶硅或金属硅。工业硅的主要用途是作为非铁合金的添加剂。硅加入到某些有色金属中时,能提高基体金属的强度、硬度和耐磨性,有时还能改善基体的铸造性能。工业硅也用作要求严格的硅钢的合金剂,冶炼特种钢种和非铁基合金的脱氧剂。
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