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發布時間:2021-10-24 05:58  





金屬硅被稱為半金屬或準金屬,具有金屬的幾種特性。純凈的硅是灰色的金屬光澤的非金屬元素。金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內冶煉成的產品,主成分硅元素的含量在98%左右(含Si量99.99%的也包含在金屬硅內),其余雜質為鐵、鋁、鈣等。硅不形成碳化物,可強烈地促進碳的石墨化,在硅含量較高的中碳鋼和高碳鋼中,如不含有強碳化物形成元素,易在一定溫度下發生石墨化。目前,中國生產金屬硅的碳熱法的生產工藝路線:普遍采用的是以硅石為原料,石油焦、木炭、木片、低灰煤等為還原劑,在礦熱電爐中高溫熔煉,從硅石中還原出金屬硅,其為無渣埋弧高溫熔煉過程。

硅大量用于冶煉成硅鐵合金作鋼鐵工業中合金元素,在很多種金屬冶煉中作還原劑。硅還是鋁合金中的良好組元,絕大多數鑄造鋁合金都含有硅。
硅是電子工業超純硅的原料,超純半導體單晶硅做的電子器件具有體積小、重量輕、可靠性好和壽命長等優點。摻有特定微量雜質的硅單晶制成的大功率晶體管、整流器及太陽能電池,比用鍺單晶制成的好。非晶硅太陽能電池研究進展很快,轉換率達到了8%以上。

硅錳合金是由錳、硅、鐵及少量碳和其它元素組成的合金,是一種用途較廣、產量較大的鐵合金。硅錳合金是煉鋼常用的復合脫氧劑,又是生產中、低碳錳鐵和電硅熱法生產金屬錳的還原劑。
在鐵合金生產企業,通常把煉鋼使用的硅錳合金稱作商品硅錳合金,把冶煉低碳鐵使用的硅錳合金稱作自用硅錳合金,把冶煉金屬用的硅錳合金稱作高硅硅錳合金。錳能與硅組成化合成硅化物MnSiO3、MnSiO和MnSiO3。從硅錳狀態圖中可以看出,穩定的硅化物為MnSi。其中硅微粉也稱硅粉、微硅粉或硅灰,它廣泛應用于耐火材料和混凝土行業。由于錳的硅化物生成自由能的負值,故遠遠大于錳的碳化物生產自由能的負值,在硅錳合金中含硅量愈高,則含碳量愈低。

氧化硅礦物冶煉金屬硅的過程是無渣過程,化學硅冶煉對硅石的選用較嚴格,不光雜質含量要少,還要求有高的機械強度、足夠的熱穩定性,適宜的粒度組成。
化學用硅熔煉盡量采用硅石。天然形態的氧化硅或者是以獨立的石英礦物存在,或者是以幾乎全是由氧化硅積成的巖石—硅石,或硅石形態的砂巖存在。在鐵合金生產企業,通常把煉鋼使用的硅錳合金稱作商品硅錳合金,把冶煉低碳鐵使用的硅錳合金稱作自用硅錳合金,把冶煉金屬用的硅錳合金稱作高硅硅錳合金。生產化學用硅的含有氧化硅礦物中的雜質和粘著物,在熔煉過程中有的完全被還原,有的部分被還原,有的以化合物形態進入產品硅中或生成熔渣。
