金属シリコンの精錬

工業用シリコンまたは結晶シリコンとしても知られる金属シリコンは、通常、電気炉内で二酸化シリコンを炭素還元することによって製造されます。その主な用途は、非鉄合金の添加剤として、また半導体シリコンおよび有機シリコンの製造の出発材料としてです。

中国では通常、金属ケイ素は、それに含まれる 3 つの主要な不純物、鉄、アルミニウム、カルシウムの含有量に応じて分類されます。金属シリコン中の鉄、アルミニウム、カルシウムの含有率に応じて、金属シリコンは553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101およびその他の異なるグレードに分類できます。 1 桁目と 2 桁目は鉄とアルミニウムの含有率を表し、3 桁目と 4 桁目はカルシウムの含有量を表します。たとえば、553 は、鉄、アルミニウム、カルシウムの含有量が 5%、5%、3% であることを意味します。 3303は鉄、アルミニウム、カルシウムの含有量が3％、3％、0.3％であることを意味します）

金属シリコンの製造は炭素熱法によって行われます。これは、シリカと炭素質還元剤が鉱石炉で製錬されることを意味します。このようにして製造されたシリコンの純度は97%〜98%であり、このようなシリコンは冶金用途に一般的に使用することができます。より高品位なシリコンを得るには、不純物を除去するために精製する必要があり、純度99.7%～99.8%の金属シリコンを得る必要があります。

珪砂を原料として金属シリコンを製錬するには、珪砂ブロックの作成、装入準備、鉱石炉の製錬といういくつかのステップが含まれます。

一般に、高品質の珪砂は、高級石英ガラス製品の製造に直接使用され、水晶、トルマリン、その他の製品などの宝石グレードに加工されることもあります。品位は若干劣りますが、埋蔵量は多く、採掘条件も若干良く、周囲の電力も安いため、金属シリコンの生産に適しています。

現在、中国のシリコン金属炭素熱生産プロセスの生産：原料としてシリカ、石油コークス、木炭、木材チップ、低灰炭およびその他の還元剤を一般的に使用し、鉱石熱炉で高温精錬し、シリコン金属を還元するスラグフリーのサブマージアーク高温溶解プロセスであるシリカから製造されます。

したがって、シリカから金属ケイ素が抽出されますが、すべてのシリカが金属ケイ素の製造に適しているわけではありません。私たちが日常的に目にする普通の砂は、金属ケイ素の本当の原料ではなく、上記の工業生産に使用されるケイ砂であり、砂から金属ケイ素まで完全に崩壊するまでの多段階の反応を経ています。