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硅的冶炼和提纯化学方程式?

235 2024-08-23 21:06 鸿八机械网

一、硅的冶炼和提纯化学方程式?

先用碳在电炉内还原二氧化硅制得粗硅.用氢气还原三氯氢硅或四氯化硅可制得高纯度硅.

Si+4HCl==高温==SiCl4+2H2

SiCl4+2H2==高温==Si+4HCl

请先看一下过程

纯净的硅(Si)是从自然界中的石英矿石(主要成分二氧化硅)中提取出来的,分几步反应:

1.二氧化硅和炭粉在高温条件下反应,生成粗硅:

SiO2+2C==Si(粗)+2CO

2.粗硅和氯气在高温条件下反应生成氯化硅:

Si(粗)+2Cl2==SiCl4

3.氯化硅和氢气在高温条件下反应得到纯净硅:

SiCl4+2H2==Si(纯)+4HCl

以上是硅的工业制法,在实验室中可以用以下方法制得较纯的硅:

1.将细砂粉(SiO2)和镁粉混合加热,制得粗硅:

SiO2+2Mg==2MgO+Si(粗)

2.这些粗硅中往往含有镁,氧化镁和硅化镁,这些杂质可以用盐酸除去:

Mg+2HCl==MgCl2+H2

MgO+2HCl==MgCl2+H2O

Mg2Si+4HCl==2MgCl2+SiH4

3.过滤,滤渣即为纯硅

二、冶炼硅原理?

冶炼硅铁主要原料是硅石,硅石中含二氧化硅约98﹪。二氧化硅很稳定,硅和氧之间的亲和力很强,不易分离。生产上为了把氧从二氧化硅分离除去,采用在矿热炉内高温条件下,以焦炭中的碳夺取二氧化碳中的氧,而且温度越高,碳夺取氧的能力随之增强。这是因为在高温条件下,碳对氧的结合能力比硅对氧的结合力大。可见高温时有了碳,二氧化硅就不稳定了,这时二氧化硅中的氧和碳进行反应,生成气态的一氧化碳,通过料层从炉口逸出。二氧化硅中的氧被碳夺走后,剩下的硅与铁形成硅铁。其中有一定数量的硅与铁生成化合物,为了加速反应的进行,应把电极往炉料中插的深些,以提高炉温,扩大坩埚区,同时应增加料面的透气性,使一氧化碳气体尽快逸出。如果取扎透气眼,捣炉等措施,均有利于二氧化碳与硅的反应加速进行,使硅铁较快地生成。

因为冶炼的硅铁中又钢屑还有铁元素,所以二氧化硅的还原反应非常容易进行,所以还原出来的硅和铁就形成了硅铁,还改善了还原过程的条件。

三、硅矿的冶炼过程?

a、接通矿热炉的电源,对矿热炉的炉体内进行升温处理,将矿热炉升温至500℃-700℃,并将硅矿石原料经粉碎、筛分、清洗、干燥后加入矿热炉中;

b、将混合物料加入矿热炉中,并将矿热炉升温至1600℃-1900℃,进行煅烧熔融,发生还原反应;

c、还原反应结束后,由进料端加入造渣剂后,将矿热炉升温至1200℃-1400℃,发生化学反应进行造渣精炼,造渣精炼结束后,混合液静置,硅液上浮与渣相分层;

d、造渣精炼后的硅液从矿热炉的出口流出,在该过程中,开启水冷装置,进行定向凝固。

四、冶炼硅与工业硅的区别?

工业硅又称金属硅,是本世纪六十年代中期出现的一个商品名称。金属硅是由硅石和碳质还原剂在矿热炉内冶炼成的产品,主成分硅元素的含量在98%左右。其余杂质为铁、铝、钙等。

冶炼硅与工业硅其实没有区别。工业硅和冶金硅都是指把SiO2和C在埋弧炉中通过电极电弧作用还原的单质硅,这种硅含量大于98,含有很多杂质,区别于半导体产业中的高纯硅Si》99.99%。如果非要说区别的话, 冶金硅是用氧化精炼的办法除掉工业硅中的一部分Ca和Al 。

五、冶炼硅锰的多少温度?

冶炼硅锰的实际温度应该是2000多度。

硅锰合金是由锰、硅、铁及少量碳和其它元素组成的合金,是一种用途较广、产量较大的铁合金。锰硅合金是炼钢常用的复合脱氧剂,又是生产中低碳锰铁和电硅热法生产金属锰的还原剂。锰和硅是碳钢中所用的主要合金元素。锰是炼钢过程中最主要的脱氧剂之一,几乎所有的钢种都需要用锰来脱氧。

六、硅冶炼属于什么行业?

金属硅又称结晶硅或工业硅,原来属于化工行业,后来国家统计局将其划归铁合金行业。

其主要用途是作为非铁基合金的添加剂。 硅是非金属元素,呈灰色,有金属色泽,性硬且脆。硅的含量约占地壳质量的26%;原子量为28.80;密度为2.33g/m3;熔点为1410。

金属硅的用途:金属硅(Si)是工业提纯的单质硅,主要用于生产有机硅、制取高纯度的半导体材料以及配制有特殊用途的合金等。

(1)生产硅橡胶、硅树脂、硅油等有机硅

硅橡胶弹性好,耐高温,用于制作医疗用品、耐高温垫圈等。

硅树脂用于生产绝缘漆、高温涂料等。

硅油是一种油状物,其粘度受温度的影响很小,用于生产高级润滑剂、上光剂、流体弹簧、介电液体等,还可加工成无色透明的液体,作为高级防水剂喷涂在建筑物表面。

(2)制造高纯半导体

现代化大型集成电路几乎都是用高纯度金属硅制成的,而且高纯度金属硅还是生产光纤的主要原料,可以说金属硅已成为信息时代的基础支柱产业。

(3)配制合金

硅铝合金是用量最大的硅合金。硅铝合金是一种强复合脱氧剂,在炼钢过程中代替纯铝可提高脱氧剂利用率,并可净化钢液,提高钢材质量。硅铝合金密度小,热膨胀系数低,铸造性能和抗磨性能好,用其铸造的合金铸件具有很高的抗击冲击能力和很好的高压致密性,可大大提高使用寿命,常用其生产航天飞行器和汽车零部件。

硅铜合金具有良好的焊接性能,且在受到冲击时不易产生火花,具有防爆功能,可用于制作储罐。

钢中加入硅制成硅钢片,能大大改善钢的导磁性,降低磁滞和涡流损失,可用其制造变压器和电机的铁芯,提高变压器和电机的性能。

随着科学技术的发展,金属硅的应用领域还将进一步扩大。

因为金属硅属于黑色金属冶炼行业,其相关专业人员一般需要冶金专业技术人才。

七、多晶硅冶炼过程?

回答如下:多晶硅冶炼是指将硅矿经过一系列的化学反应和物理处理,提纯成多晶硅的过程。

多晶硅冶炼的主要步骤如下:

1. 硅矿破碎:将原料硅矿进行破碎,使其颗粒大小适合进行后续处理。

2. 碳热还原:将破碎后的硅矿与碳源(如煤、焦炭等)混合,在高温下进行碳热还原反应。反应中的碳与硅矿中的氧发生反应,生成二氧化碳气体,同时还原出金属硅。

3. 溶解:经过碳热还原反应后,得到的硅块经过溶解,使其转化为液态硅。

4. 过滤:将液态硅通过过滤器进行过滤,去除其中的杂质和固体颗粒。

5. 结晶:将过滤后的液态硅进行冷却,使其逐渐结晶成为多晶硅。

6. 切割:将结晶后的多晶硅进行切割,得到所需尺寸和形状的硅片。

7. 清洗和包装:对切割得到的硅片进行清洗,去除表面的杂质,然后进行包装,以便后续的应用。

需要注意的是,多晶硅冶炼是一个复杂的工艺过程,其中涉及到的温度、压力、化学反应等参数都需要严格控制,以保证最终产品的质量和纯度。同时,多晶硅冶炼也是一个能耗较高的过程,对环境造成一定的影响。因此,在冶炼过程中需要采取相应的环保措施,减少对环境的影响。

八、工业硅冶炼的基本过程?

工业硅是一种重要的无机材料,用于制造半导体材料、太阳能电池、半导体器件和玻璃等。其基本生产过程如下:

1. 矽石粉碎:生产前需要用机械设备将矽石粉末碾磨成较小的颗粒。

2. 矽石还原:将矽石在高温下还原,即将矽石与高纯碳反应,使硅酸盐中的二氧化硅逐步还原为硅,并脱除其中的杂质。

3. 过滤:通过过滤和沉淀等处理,去除还原后的碳、金属和杂质等有害物质。

4. 分级:将硅粉按照粒径大小进行分级,选择出适合不同用途的特定级别。

5. 包装:将精细加工后的硅粉按照要求的规格包装,运输到生产厂家进行后续的加工。

注意:硅冶炼是一个高温条件下的反应过程,必须保证反应温度和气氛的控制,以及设备的密封性和反应容器的材料等方面的优化设计,才能生产出高品质的工业硅。

九、硅泥冶炼工艺流程?

硅泥是一种由高硅石和石英等材料制成的冶金原料,一般用于铸铁、合金等材料中的硅元素添加剂。硅泥的冶炼工艺流程主要包括以下几个步骤:

矿石粉碎:将高硅石或石英等硅泥材料破碎成粉末状,通常使用颚式破碎机、锤式破碎机或磨粉机进行粉碎。

调配配比:按照硅泥所需要的硅含量和其他元素的含量以及冶炼炉的特殊要求,将不同的硅泥材料按一定比例配比混合。

升温烧结:将混合后的硅泥料用高温进行烧结,烧结温度一般在1600℃左右,可以使用立式电阻炉、隧道窑等设备。在高温下,硅泥中的硅、铝、铁等元素会相应地发生物理化学改变,形成固体硅泥渣。

硅泥渣分离:烧结后的硅泥料均匀放置于冷却水中冷却,花岗闸门可用以切口,将渣和铜等其他金属材料分离开来并去除含水量。硅泥由于密度较轻,渣与铜、铁等金属可以采用气力输送、震动分离等方式分离。

冷却和储存:将分离后的

十、冶炼硅有什么用?

冶炼硅的主要用途是制造半导体材料和太阳能电池板。

硅是一种半导体材料,可以用于制造各种电子元器件,如晶体管、集成电路等。

此外,硅还可以用于制造太阳能电池板,将太阳能转化为电能。

冶炼硅的过程主要分为以下几步:

1. 提取硅矿石:

硅矿石是硅的主要原料,可以从矿山中提取。

2. 炼制冶金硅:

将硅矿石加热到高温,使其与碳反应生成冶金硅。

3. 制备多晶硅:

将冶金硅加热到高温,使其融化后冷却,形成多晶硅。

4. 制备单晶硅:

将多晶硅加热到高温,使其融化后冷却,形成单晶硅。

5. 制备硅片:

将单晶硅切割成薄片,用于制造半导体材料和太阳能电池板。

总之,冶炼硅的主要用途是制造半导体材料和太阳能电池板,这些材料在现代科技和能源领域中具有重要的应用价值。