一、工業(yè)由二氧化硅制取高純硅的原理方程式（3步）

siq2+2c=si（粗）+2co

si(粗)+2cl2=sicl4

sicl4+2h2=si(純)+4hcl

或si（粗）+3hcl=sihcl3+h2

然后用精餾方法將sicl4和sihcl3提純后在用h2還原

二、工業(yè)上如何制二氧化硅的化學(xué)方程式

1：Na2CO3+SiO2=+CO2

2：Na2SiO3+2H+=H2SiO3+2Na+

3：H2SiO3=灼燒=H2O+SiO2

一般高度提純方式

三、金屬硅的硅的冶煉工藝是什么？

化學(xué)工業(yè)用硅的冶煉工藝

1、化學(xué)用硅的工藝流程包括爐料準(zhǔn)備，電爐熔煉，硅的精制和澆鑄，除去熔渣夾雜而進(jìn)行的破碎。在爐料配制之前，所有原料都要進(jìn)行必要的處理。硅石在顎式破碎機(jī)中破碎到塊度不大于100mm，篩出小于5mm的碎塊,并用水沖洗潔凈。因?yàn)槿蹱t中碎塊在爐膛上部熔融，從而降低了爐料的透氣性，使生產(chǎn)過程難以進(jìn)行。石油焦有較高的導(dǎo)電系數(shù)，要破碎到塊度不大于10mm，又要控制石油焦的粉末量。因其在爐膛口上直接燃燒，會(huì)造成還原劑不足。

2、化學(xué)用硅生產(chǎn)中，煙煤完全可以取代木炭，如湖南株洲精洗煙煤，固定炭達(dá)77.19%，揮發(fā)分為19.4%，灰分含量3.41%，F(xiàn)e2O3含量0.22%，Al2O3含量0.99%，CaO含量0.17%。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐，采用此種煙煤冶煉化學(xué)用硅是可行的。

3、生產(chǎn)化學(xué)用硅用的木塊和木片是用截材機(jī)和木片削片機(jī)加工的。爐料中碳質(zhì)還原劑主要以石油焦和煙煤為主，木塊和木片的用量要視爐況來決定。生產(chǎn)中不用木質(zhì)，反而產(chǎn)品質(zhì)量還更穩(wěn)定。爐料的配比根據(jù)要求所生產(chǎn)的產(chǎn)品級(jí)別來定。石油焦和煙煤的配比按每批礦硅需要的碳量來確定。石油焦和煙煤的比例對(duì)爐料的工作電阻影響較大。

4、爐料各組分經(jīng)稱量后，將爐料混合均勻，待搗爐后，將混合均勻的爐料集中加入爐內(nèi)。保持一定的料面高度，加料均勻。

5、化學(xué)硅生產(chǎn)是連續(xù)不斷進(jìn)行的。爐內(nèi)的狀況也不是永恒不變的。化學(xué)硅生產(chǎn)在電爐內(nèi)是以電能轉(zhuǎn)換成熱能，然后再用熱能直接加熱物料而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的過程。所以爐內(nèi)的電氣特性是非常重要的，熔煉實(shí)行閉弧操作，保持高溫爐，提高熱效率，提高電爐利用率，在研究中使用容量為3200KVA和6300KVA金屬硅爐各一臺(tái)。熔煉采用一定時(shí)間的燜燒和定期集中加料的操作方法進(jìn)行。正常情況下爐料難以自動(dòng)下沉，一般需強(qiáng)制沉料。爐況容易波動(dòng)，較難控制。因此，在生產(chǎn)中必須正確判斷，及時(shí)處理。每4小時(shí)出一次爐，進(jìn)行精練澆鑄，破碎挑渣整理入庫(kù)。

一、概述/金屬硅?

金屬硅又稱結(jié)晶硅或工業(yè)硅，其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑，是二十世紀(jì)六十年代中期出現(xiàn)的一個(gè)商品名稱。它的出現(xiàn)與半導(dǎo)體行業(yè)的興起有關(guān)。目前，國(guó)際用作法是把商品硅分成金屬硅和半導(dǎo)體硅。金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品，主成分硅元素的含量在98%左右，其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。金屬硅價(jià)格昂貴。[2]?工業(yè)上，金屬硅通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而制得。?化學(xué)反應(yīng)方程式：?SiO2?+?2C?→?Si?+?2CO?這樣制得的金屬硅純度為97~98%。再將它融化后重結(jié)晶，用酸除去雜質(zhì)，得到純度為99.7~99.8%的金屬硅。[3]

二、性質(zhì)/金屬硅?

硅是半金屬之一,舊稱“矽”。熔點(diǎn)為1420℃，密度為2.34克/厘米3。質(zhì)硬而脆。在常溫下不溶于酸，易溶于堿。金屬硅成分主要是硅，因此和硅具有相類似的性質(zhì)。金屬硅的性質(zhì)與鍺、鉛、錫相近，具有半導(dǎo)體性質(zhì)。[3]?硅在地殼中資源極為豐富，僅次于氧，占地殼總重的四分之一還強(qiáng)，以二氧化硅或硅酸鹽形式存在。最純的硅礦物是石英或硅石。硅有兩種同素異形體：一種為暗棕色無定形粉末，性質(zhì)活潑，在空氣中能燃燒；另一種為性質(zhì)穩(wěn)定的晶體（晶態(tài)硅）。一般硅石和石英用于玻璃和其它建材，優(yōu)質(zhì)的石英用于制作合金、金屬和單晶。

三、分類/金屬硅?

1、金屬硅的分類通常按金屬硅成分所含的鐵、鋁、鈣三種主要雜質(zhì)的含量來分類。按照金屬硅中鐵、鋁、鈣的含量，可把金屬硅分為553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同的牌號(hào)。

2、工業(yè)上，金屬硅通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而制得。?化學(xué)反應(yīng)方程式：?SiO2?+?2C?→?Si?+?2CO?這樣制得的硅純度為97~98%，叫做金屬硅。再將它融化后重結(jié)晶，用酸除去雜質(zhì)，得到純度為99.7~99.8%的金屬硅。

3、金屬硅成分主要是硅，因此和硅具有相類似的性質(zhì)。硅有無定形硅和晶形硅兩種同素異形體。無定形硅是灰黑色粉末，實(shí)際上也是一種微晶體。晶形硅具有金剛石的晶體結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體性質(zhì)?，?熔點(diǎn)?1410℃?，?沸點(diǎn)?2355℃?，密度2.32～2.34克/厘米3，莫氏硬度?7，性脆?。無定形硅化學(xué)性質(zhì)活潑，在氧氣中能劇烈燃燒。它在高溫下與鹵素、氮、碳等非金屬發(fā)生反應(yīng)，也能與鎂、鈣、鐵等金屬作用，生成硅化物。無定形硅幾乎不溶于包括氫氟酸在內(nèi)的所有無機(jī)酸和有機(jī)酸，但能溶于硝酸與氫氟酸的混合酸。濃氫氧化鈉溶液能溶解無定形硅，放出氫氣。晶形硅比較不活潑，即使在高溫下也不與氧氣化合，它也不溶于任何一種無機(jī)酸和有機(jī)酸，但可溶于硝酸和氫氟酸的混合酸以及濃氫氧化鈉溶液。

四、附加產(chǎn)品/金屬硅

包括硅微粉，邊皮硅，黑皮硅，金屬硅渣等。其中硅微粉也稱硅粉、微硅粉或硅灰，它廣泛應(yīng)用于耐火材料和混凝土行業(yè)。

五、用途/金屬硅?

金屬硅要用于生產(chǎn)有機(jī)硅、制取高純度的半導(dǎo)體材料以及配制有特殊用途的合金等。

（1）生產(chǎn)硅橡膠、硅樹脂、硅油等有機(jī)硅。

硅橡膠彈性好，耐高溫，用于制作醫(yī)療用品、耐高溫墊圈等。

硅樹脂用于生產(chǎn)絕緣漆、高溫涂料等。

硅油是一種油狀物，其粘度受溫度的影響很小，用于生產(chǎn)高級(jí)潤(rùn)滑劑、上光劑、流體彈簧、介電液體等，還可加工成無色透明的液體，作為高級(jí)防水劑噴涂在建筑物表面。

（2）制造高純半導(dǎo)體。

現(xiàn)代化大型集成電路幾乎都是用高純度金屬硅制成的，而且高純度金屬硅還是生產(chǎn)光纖的主要原料，可以說金屬硅已成為信息時(shí)代的基礎(chǔ)支柱產(chǎn)業(yè)。

（3）配制合金。

硅鋁合金是用量最大的硅合金。硅鋁合金是一種強(qiáng)復(fù)合脫氧劑，在煉鋼過程中代替純鋁可提高脫氧劑利用率，并可凈化鋼液，提高鋼材質(zhì)量。硅鋁合金密度小，熱膨脹系數(shù)低，鑄造性能和抗磨性能好，用其鑄造的合金鑄件具有很高的抗擊沖擊能力和很好的高壓致密性，可大大提高使用壽命，常用其生產(chǎn)航天飛行器和汽車零部件。

硅銅合金具有良好的焊接性能，且在受到?jīng)_擊時(shí)不易產(chǎn)生火花，具有防爆功能，可用于制作儲(chǔ)罐。

鋼中加入硅制成硅鋼片，能大大改善鋼的導(dǎo)磁性，降低磁滯和渦流損失，可用其制造變壓器和電機(jī)的鐵芯，提高變壓器和電機(jī)的性能。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，金屬硅的應(yīng)用領(lǐng)域還將進(jìn)一步擴(kuò)大。

參考資料

互動(dòng)百科：%E9%87%91%E5%B1%9E%E7%A1%85

標(biāo)簽：金屬硅冶煉工藝