सिलिकॉन धातु

धात्विक सिलिकॉन, जिसे औद्योगिक सिलिकॉन या क्रिस्टलीय सिलिकॉन के रूप में भी जाना जाता है, आमतौर पर एक विद्युत भट्ठी में कार्बन के साथ सिलिकॉन डाइऑक्साइड को कम करके उत्पादित किया जाता है। इसका मुख्य उपयोग अलौह मिश्र धातुओं के लिए एक योज्य के रूप में और अर्धचालक सिलिकॉन और कार्बनिक सिलिकॉन के उत्पादन के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में है।
मेरे देश में, धातु सिलिकॉन को आमतौर पर तीन मुख्य अशुद्धियों की सामग्री के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है: लोहा, एल्यूमीनियम और कैल्शियम। धातु सिलिकॉन में लौह, एल्यूमीनियम और कैल्शियम की प्रतिशत सामग्री के अनुसार, धातु सिलिकॉन को विभिन्न ग्रेडों में विभाजित किया जा सकता है जैसे 553, 441, 411, 421, 33 0 3, 2202, 1101 और इसी तरह। (धातु सिलिकॉन संख्याओं के स्रोत के संबंध में: पहला और दूसरा कोड लौह और एल्यूमीनियम की प्रतिशत सामग्री है, और तीसरा और चौथा दो अंक कैल्शियम की सामग्री का प्रतिनिधित्व करते हैं। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन धातु 553 का अर्थ है कि लौह, एल्यूमीनियम की सामग्री और इसमें कैल्शियम 5%, 5% , 3% है; सिलिकॉन धातु 3303 का मतलब है कि लौह, एल्यूमीनियम और कैल्शियम की सामग्री 3%, 3%, 0.3% है);
सबसे पहले, आइए धातु सिलिकॉन की उत्पादन प्रक्रिया पर एक नज़र डालें।
धातु सिलिकॉन का उत्पादन कार्बोथर्मल विधि को अपनाता है, अर्थात, सिलिका और कार्बोनेसियस कम करने वाले एजेंटों के साथ जलमग्न चाप भट्टियों में गलाने की विधि। इस तरह से प्राप्त सिलिकॉन में 97% से 98% की शुद्धता होती है, और ऐसे सिलिकॉन का उपयोग आम तौर पर धातुकर्म अनुप्रयोगों में किया जा सकता है। यदि उच्च श्रेणी का सिलिकॉन प्राप्त करना है, तो 99.7% से 99.8% की शुद्धता के साथ धात्विक सिलिकॉन प्राप्त करने के लिए अशुद्धियों को दूर करने के लिए इसे परिष्कृत करने की आवश्यकता है।
कच्चे माल के रूप में क्वार्ट्ज रेत के साथ धातु सिलिकॉन को पिघलाने में क्वार्ट्ज रेत ब्लॉक बनाने, चार्ज तैयार करने और जलमग्न आर्क फर्नेस गलाने के कई चरण शामिल हैं।
सामान्यतया, उच्च गुणवत्ता वाले क्वार्ट्ज रेत का उपयोग सीधे उच्च ग्रेड क्वार्ट्ज ग्लास उत्पादों का उत्पादन करने के लिए किया जाएगा, और यहां तक ​​कि क्रिस्टल और टूमलाइन जैसे रत्न-स्तरीय उत्पादों में भी संसाधित किया जाएगा। ग्रेड थोड़ा कम है लेकिन भंडार बड़ा है, खनन की स्थिति थोड़ी बेहतर है, और आसपास की बिजली सस्ती है, जो धातु सिलिकॉन के उत्पादन के लिए उपयुक्त है।
वर्तमान में, चीन में धातु सिलिकॉन के उत्पादन के लिए कार्बोथर्मल विधि का उत्पादन प्रक्रिया मार्ग: सिलिका का उपयोग आमतौर पर कच्चे माल, पेट्रोलियम कोक, लकड़ी का कोयला, लकड़ी के चिप्स, कम राख वाले कोयले आदि के रूप में किया जाता है। धातु सिलिकॉन को कम किया जाता है, जो एक है स्लैग मुक्त जलमग्न चाप उच्च तापमान पिघलने की प्रक्रिया।
रासायनिक प्रतिक्रिया का सिद्धांत:
आमतौर पर यह माना जाता है कि सिलिकॉन धातु का गलाना एक ऐसी प्रतिक्रिया है:
SiO2 + C ->सी + CO2 ?
लेकिन वास्तव में इसमें कई प्रतिक्रियाएं और दुष्प्रभाव शामिल हैं:
SiO2 + 3 C ->SiC + 2 CO
2SiO2 + SiC ->3 SiO + CO
SiO2 + 2 SiC ->3 सी + 2 सीओ
2SiO + O2 ->2SiO2
इसलिए, हालांकि धातु सिलिकॉन को सिलिका से निकाला जाता है, सभी सिलिका धातु सिलिकॉन बनाने के लिए उपयुक्त नहीं हैं। जो साधारण रेत हम अपने दैनिक जीवन में देखते हैं, वह धातु सिलिकॉन का वास्तविक कच्चा माल नहीं है, बल्कि औद्योगिक उत्पादन में उपयोग की जाने वाली उपर्युक्त क्वार्ट्ज रेत है, और रेत से धातु सिलिकॉन में परिवर्तन को पूरा करने के लिए इसमें बहु-चरणीय प्रतिक्रियाएं हुई हैं।