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    —— NEWS——

    硅铁(tie)及(ji)其(qi)生产(chan)工艺(yi)

    【摘要】:
    一、什么是硅产(chan)品含硅(gui)量达(da)14%以上至99%之间,其余(yu)为杂质或另一种(个别两种)主要元素,通过冶(ye)炼(lian)所得的(de)合金(jin)俗称硅(gui)产(chan)品。通常(chang)包括(kuo)工业(ye)硅(gui)、硅铁、硅钡、碳化硅、硅钙等,最(zui)常用的(de)为工(gong)业硅(gui)、硅铁两种。冶(ye)炼(lian)任一种(zhong)硅(gui)产品(pin)必(bi)须(xu)涉(she)及(ji)到(dao)矿石(shi)(含SiO2)这一原料,采矿(kuang)会(hui)破坏森(sen)林、植被,同(tong)时(shi)冶炼过(guo)程(cheng)也(ye)会(hui)产(chan)生大量(liang)的(de)污染(ran)(如CO、粉尘过量等),属于消耗资源、高污染、技(ji)术(shu)含量(liang)低(di)的冶金(jin)行业。所以,发(fa)达(da)国(guo)家(jia)一般(ban)不予生产,主要依赖

    一、什么是硅产品

    含硅量达14%以上至99%之间,其(qi)余(yu)为杂(za)质(zhi)或另一(yi)种(zhong)(个别两种)主要元素,通过冶(ye)炼(lian)所(suo)得的(de)合金(jin)俗称硅(gui)产品(pin)。通(tong)常(chang)包括工业硅、硅铁、硅钡、碳化硅、硅钙等,最常用的为(wei)工(gong)业(ye)硅(gui)、硅铁两种。

    冶(ye)炼(lian)任(ren)一(yi)种硅(gui)产(chan)品(pin)必须(xu)涉及(ji)到(dao)矿石(shi)(含SiO2)这一原料,采(cai)矿(kuang)会破(po)坏森林、植被,同(tong)时(shi)冶炼(lian)过程也(ye)会(hui)产(chan)生大(da)量(liang)的污染(如CO、粉尘过量等),属于消耗资源、高污染、技术(shu)含量(liang)低的冶(ye)金行(xing)业(ye)。所以,发达国(guo)家(jia)一(yi)般(ban)不予生产,主要依赖进口。由于(yu)硅(gui)产品的广(guang)泛(fan)用途(tu)(汽车工业、信息工业)又决定(ding)了(liao)它的(de)最(zui)大消费(fei)方(fang)为(wei)发达国家(jia)地区(qu),所以(yi)发(fa)展(zhan)中国家(jia)生(sheng)产的(de)硅(gui)产(chan)品(pin),除自身消耗外,大(da)部(bu)分(fen)用(yong)于出口换取(qu)外汇。

    冶(ye)炼硅(gui)产品必(bi)须(xu)具备(bei)以下(xia)两个(ge)最(zui)基(ji)本(ben)的条件(jian):①自身环境(jing)净(jing)化(hua)能力(li)强(qiang)的地方(亦(yi)允(yun)许(xu)产(chan)生(sheng)轻(qing)度污(wu)染源(yuan)的(de)地方);②丰富(fu)的低(di)价电(dian)源(yuan),因为硅(gui)冶(ye)为(wei)高耗(hao)能(neng)行业(ye),以工业硅为例,每(mei)吨(dun)成品耗(hao)电平(ping)均12000度,通(tong)常只(zhi)能以(yi)低(di)廉(lian)的(de)水(shui)电(每度从0.2-0.5元不等)作为生产能源。由于污染重,能(neng)耗(hao)高硅冶(ye)企业(ye)只能分(fen)布(bu)在边(bian)远、水电丰富(个别火电丰富)的地区,并且受(shou)电(dian)力紧(jin)张的(de)缘故(gu),在枯(ku)水(shui)季节(jie)常(chang)因(yin)限电而(er)减(jian)产(chan)或停产(chan)。

    二、我国硅(gui)冶(ye)炼(lian)行业(ye)状(zhuang)况

    福(fu)建(jian)三(san)明地(di)区是(shi)中国(guo)最(zui)早生(sheng)产工(gong)业(ye)硅等(deng)硅(gui)产品的地方,由于(yu)近年(nian)水(shui)电的(de)缺乏(fa)及(ji)资(zi)源(yuan)的过度(du)开(kai)采。目前福(fu)建(jian)的硅(gui)冶规模大部分偏小(xiao),近五六年来,贵州、云南(nan)利(li)用自(zi)身(shen)丰(feng)富(fu)的(de)水电(dian)资(zi)源(yuan),已(yi)成为(wei)中(zhong)国(guo)最(zui)大的(de)硅(gui)生(sheng)产(chan)基(ji)地,特(te)别(bie)是贵(gui)州产(chan)量(liang)约占(zhan)全(quan)国(guo)的(de)50%以上,生产硅(gui)产品的(de)地(di)方(fang)还有(you)四川(chuan)、湖南、安徽(个别)、西宁、内蒙、东北等地。除个别小厂外,现(xian)在(zai)硅(gui)铁(tie)炉(lu)一般(ban)都在6300KVA以上,随着国(guo)家(jia)对(dui)铁(tie)合金行(xing)业的(de)整顿(dun),以(yi)及受(shou)环保(bao)要求,各地小(xiao)容量(liang)电(dian)炉(lu)及达(da)不(bu)到(dao)环(huan)保要求的(de)炉子(zi)必然被(bei)淘(tao)汰。

    三、硅系产品用途。

    1、工业硅,俗(su)称金属硅(gui)或结(jie)晶(jing)硅(gui),严(yan)格(ge)来(lai)讲工(gong)业硅(gui)不属于铁(tie)合金(jin)行业,在(zai)习(xi)惯(guan)上(shang)由(you)于工(gong)业硅(gui)的冶(ye)炼(lian)采(cai)用矿(kuang)热炉进(jin)行(xing),就把工业(ye)硅划(hua)分到铁合(he)金行业中。工(gong)业硅是指含(han)硅量(liang)大于(yu)等于(yu)98.5%的纯硅产品,其中以铁、铝、钙(按顺序排列)的(de)三(san)种(zhong)杂质(zhi)含量分成各(ge)小(xiao)类,如553、441、331、2202等。其中553代(dai)表(biao)该品种工(gong)业(ye)硅含(han)铁(tie)小(xiao)于等于(yu)0.5%,含铝小于等于0.5%,含钙小于等于0.3%;331工(gong)业(ye)硅(gui)代表(biao)含铁(tie)小(xiao)于(yu)等(deng)于0.3%,含铝小于等于0.3%,含钙小于等于0.1%,以此类推,因(yin)习(xi)惯原(yuan)因其(qi)中2202也简写成220代表(biao)钙(gai)小(xiao)于等(deng)于0.02%,2开头(tou)的(de)工业(ye)硅(gui)也称(cheng)为(wei)化学(xue)硅。

    工业硅(gui)的(de)主要用途(tu):工业(ye)硅(gui)作(zuo)为非(fei)铁基(ji)合金的添加(jia)剂。工(gong)业硅(gui)也(ye)用作(zuo)要(yao)求(qiu)严(yan)格的硅钢(gang)的合(he)金(jin)剂,冶(ye)炼(lian)特(te)种钢(gang)和非(fei)铁基合(he)金(jin)的脱氧(yang)剂(ji)。工(gong)业硅(gui)经(jing)一系(xi)列(lie)工(gong)艺(yi)处(chu)理(li)后,可拉制成单晶(jing)硅(gui),供电子(zi)工(gong)业(ye)使(shi)用,在化学(xue)工业中用于(yu)生(sheng)产(chan)有机(ji)硅等(deng),因此(ci)它有魔术金属之称(cheng),用途十分广泛。

    工业(ye)硅(gui)添加到铝(lv)、铁等金属中,可(ke)改(gai)良或(huo)增(zeng)强金属的优(you)良(liang)性能。汽车(含摩托车)用(yong)铝对(dui)工(gong)业(ye)硅的需求相当大(da),所以一个地区、国(guo)家(jia)的汽车工(gong)业的(de)发(fa)展状况对(dui)工(gong)业(ye)硅(gui)的(de)市(shi)场(chang)兴衰有直接(jie)的影响(xiang)。

    工(gong)业(ye)硅(gui)进一步(bu)提纯(chun)至(zhi)99.999%以上(4个九以上,9越多越值钱),制成多晶硅(圆柱体),再用(yong)机械切(qie)割(ge)成硅单(dan)晶片,大量应(ying)用(yong)到电子(zi)信(xin)息工业(ye)上。比如各类IC卡、VCD片、DVD片等。目(mu)前(qian)我国提纯(chun)的(de)技(ji)术(shu)不是十分成(cheng)熟(shu),基(ji)本上(shang)依(yi)赖(lai)日(ri)本(ben)进口(kou),即(ji)日本(ben)从我国(guo)以每(mei)吨7300元到7600元(yuan)左右的(de)价(jia)格进口工业(ye)硅原(yuan)材料,进一(yi)步提(ti)纯(chun)再(zai)以(yi)每(mei)吨30万人民币左右的价格出口(kou)到(dao)我国有关行业(ye)(如单晶硅厂等)。在(zai)切割(ge)单(dan)晶(jing)硅(gui)片(pian)方面,我国与(yu)发(fa)达国家(jia)尚(shang)有一定(ding)的(de)技(ji)术差(cha)距,特别(bie)是在硅片的(de)后精加(jia)工(gong)及(ji)表(biao)面“涂料”等(deng)方面(mian)差(cha)距(ju)相(xiang)当大(da)。

    2、硅铁

    硅铁:硅铁是以焦炭、钢屑、石英(或硅石)为原料,用矿(kuang)热(re)炉冶炼制(zhi)成的(de)。硅(gui)和氧很容易化合(he)成二(er)氧(yang)化(hua)硅(gui)。所(suo)以(yi)硅(gui)铁常(chang)用于炼(lian)钢(gang)作(zuo)脱(tuo)氧(yang)剂,同时由于SiO2生(sheng)成时(shi)放出(chu)大(da)量的(de)热(re),在脱氧同时,对提高钢(gang)水温度也是(shi)有利的。硅(gui)铁(tie)作为(wei)合(he)金元(yuan)素加(jia)入(ru)剂。广(guang)泛用(yong)于低合(he)金结(jie)构钢、合结钢、弹簧钢、轴承钢、耐热钢(gang)及电工(gong)硅(gui)钢(gang)之中,硅铁在(zai)铁合金(jin)生(sheng)产及(ji)化学(xue)工业(ye)中(zhong),常用作还原剂。含硅量达95%-99%。纯(chun)硅(gui)常用制(zhi)造单晶(jing)硅或配(pei)制(zhi)有色(se)金(jin)属合(he)金(jin)。

    用途:硅铁在钢工业、铸造工(gong)业(ye)及其(qi)他工(gong)业(ye)生(sheng)产(chan)中(zhong)被广(guang)泛应(ying)用(yong)。

    硅铁是炼(lian)钢(gang)工业(ye)中(zhong)必不(bu)可少(shao)的(de)脱氧剂。炼钢中,硅铁(tie)用于(yu)沉(chen)淀(dian)脱(tuo)氧(yang)和(he)扩散脱(tuo)氧(yang)。砖(zhuan)坯(pi)铁(tie)还(huan)作(zuo)为(wei)合(he)金(jin)剂用于炼钢中(zhong)。钢(gang)中添(tian)加(jia)一定数量的(de)硅,能(neng)显(xian)著提(ti)高(gao)钢(gang)的强度、硬度和弹性,提高钢(gang)的(de)磁(ci)导(dao)率,降低变压(ya)器(qi)钢的磁(ci)滞损耗。一般钢中含硅0.15%-0.35%,结构钢中含硅0.40%~1.75%,工具钢中含硅0.30%~1.80%,弹簧钢中含硅0.40%~2.80%,不锈(xiu)耐酸钢中(zhong)含(han)硅(gui)3.40%~4.00%,耐热钢中含硅1.00%~3.00%,硅钢中含硅2%~3%或更高。在炼钢工业中,每生产一(yi)吨钢大(da)约消(xiao)耗(hao)3~5kg75%硅铁。

    高硅硅铁(tie)或硅(gui)质(zhi)合(he)金(jin)在铁(tie)合金(jin)工业(ye)中(zhong)用(yong)作(zuo)生(sheng)产低(di)碳(tan)铁合(he)金(jin)的(de)还原(yuan)剂。硅铁加(jia)入铸(zhu)铁中(zhong)可作(zuo)球墨(mo)铸(zhu)铁(tie)的(de)孕育剂(ji),且能(neng)阻止(zhi)碳(tan)化物(wu)形成,促进(jin)石墨(mo)的析出和(he)球化(hua),改善铸铁性能。

    此外,硅(gui)铁(tie)粉(fen)在选(xuan)矿(kuang)工业(ye)中(zhong)可(ke)作(zuo)悬浮(fu)相(xiang)使(shi)用(yong),在焊(han)条制(zhi)造(zao)业中作焊条(tiao)的涂料;高(gao)硅硅(gui)铁在电气工(gong)业中可(ke)用(yong)制备(bei)半(ban)导(dao)体(ti)纯硅,在(zai)化(hua)学(xue)工业中可用于(yu)制(zhi)造(zao)硅(gui)酮等(deng)。