㈠ 工業製取單質硅的方法
工業上生產硅是在電弧爐中還原硅石(二氧化硅含量大於99%)。使用的還原劑為石油焦和木炭等。使用直流電弧爐時,能全部用石油焦代替木炭。石油焦的灰分低(0.3%~0.8%),採用質量高的硅石(二氧化硅大於99%),可直接煉出製造硅鋼片用的高質量硅。
高純的半導體硅可在1,200℃的熱硅棒上用氫氣還原高純的三氯氫硅製得。超純的單晶硅可通過直拉法或區域熔煉法等制備。實驗室里可用鎂粉在赤熱下還原粉狀二氧化硅,用稀酸洗去生成的氧化鎂和鎂粉,再用氫氟酸洗去未作用的二氧化硅,即得單質硅。
硅的應用領域:
1、高純的單晶硅是重要的半導體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半導體;摻入微量的第VA族元素,形成n型半導體。
2、金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結,製成金屬陶瓷復合材料,它耐高溫,富韌性,可以切割,既繼承了金屬和陶瓷的各自的優點,又彌補了兩者的先天缺陷。
3、光導纖維通信,最新的現代通信手段。用純二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纖維。激光可在玻璃纖維的通路里,發生無數次全反射而向前傳輸,代替了笨重的電纜。
㈡ 為什麼工業硅和多晶硅、單晶硅的用途不同
恩,是這樣的,主要是因為這些硅的結構不同,工業硅和多晶硅、單晶硅在冶煉時,也練出來時,是根據需要進行冶煉的,所以他們的純度就會不一樣的,而且更重要的是,每一種物質的復合物也是一樣的,根據需要進行選擇復合的!
㈢ 工業硅操作過程中怎樣提高硅回收率
想要提高它的這個回收率的話,主要還是在這個溫度控制住,其他的話不要更改,其他的一般就可以了。
㈣ 工業硅的冶煉工藝和技術
石英(沙子)與碳在電弧爐中冶煉提純到98%並生成工業硅,其化學反應SiO2+2C=Si+2CO
為了滿足半導體級高純度的需要,必須進一步提純。把工業硅粉碎並用無水氯化氫(HCl)與之反應在一個流化床反應器中,生成三氯氫硅(SiHCl3)。
其化學反應Si+3HCl=SiHCl3+H2
在此基礎上還需要進一步提純,經過一系列化學分離提純工藝除去一些電活性雜質,碳和過渡元素雜質,才能使SiHCl3 的純度達到半導體級的標准要求。
多晶硅採用高溫還原工藝,以高純的SiHCl3在H2氣氛中還原沉積而生成。其化學反應SiHCl3+H2=Si+3HCl。經過如此提純工藝技術,可生產出半導體級高純硅SiHCl3、SiH2Cl2及光纖級高純硅SiCl4。
㈤ 工業制硅,用什麼方法提純
工業上用碳在電爐內還原二氧化硅製得粗硅。用氫氣還原三氯氫硅或四氯化硅可製得高純度硅。
1.物質的理化常數:
國標編號 81043
CAS號 10026-04-7
中文名稱 四氯化硅
英文名稱 Silicon tetrachloride
別 名 氯化硅;四氯化矽
分子式 SiCl4 外觀與性狀 無色或淡黃色發煙液體,有刺激性氣味,易潮解
分子量 169.90 蒸汽壓 55.99kPa(37.8℃)
熔 點 -70℃ 沸點:57.6℃ 溶解性 可混溶於苯、氯仿、石油醚等多數有機溶劑
密 度 相對密度(水=1)1.48;相對密度(空氣=1)5.86 穩定性 穩定
危險標記 20(酸性腐蝕品) 主要用途 用於製取純硅、硅酸乙酯等,也用於製取煙幕劑
2.對環境的影響:
一、健康危害
侵入途徑:吸入、食入、經皮吸收。
健康危害:對眼睛及上呼吸道有強烈刺激作用。高濃度可引起角膜混濁,呼吸道炎症,甚至肺水腫。皮膚接觸後可引起組織壞死。
二、毒理學資料及環境行為
急性毒性:LC508000ppm,4小時(大鼠吸入)
危險特性:受熱或遇水分解放熱,放出有毒的腐蝕性煙氣。
燃燒(分解)產物:氯化氫、氧化硅。
3.現場應急監測方法:
4.實驗室監測方法:
氣相色譜法,參照《分析化學手冊》(第四分冊,色譜分析),化學工業出版社
5.環境標准:
前蘇聯(1975) 車間衛生標准 5mg/m3
6.應急處理處置方法:
一、泄漏應急處理
疏散泄漏污染區人員至安全區,禁止無關人員進入污染區,建議應急處理人員戴自給式呼吸器,穿化學防護服。不要直接接觸泄漏物,勿使泄漏物與可燃物質(木材、紙、油等)接觸,在確保安全情況下堵漏。噴水霧減慢揮發(或擴散),但不要對泄漏物或泄漏點直接噴水。將地面灑上蘇打灰,然後用大量水沖洗,經稀釋的洗水放入廢水系統。如果大量泄漏,最好不用水處理,在技術人員指導下清除。
二、防護措施
呼吸系統防護:可能接觸其蒸氣時,必須佩戴防毒面具或供氣式頭盔。緊急事態搶救或逃生時,建議佩帶自給式呼吸器。
眼睛防護:戴化學安全防護眼鏡。
防護服:穿工作服(防腐材料製作)。
手防護:戴橡皮手套。
其它:工作後,淋浴更衣。單獨存放被毒物污染的衣服,洗後再用。保持良好的衛生習慣。
三、急救措施
皮膚接觸:立即脫去污染的衣著,用流動清水沖洗15分鍾。若有灼傷,就醫治療。
眼睛接觸:立即提起眼瞼,用流動清水沖洗10分鍾或用2%碳酸氫鈉溶液沖洗。
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。注意保暖,保持呼吸道通暢。必要時進行人工呼吸。就醫。
食入:患者清醒時立即漱口,給飲牛奶或蛋清。立即就醫。
滅火方法:乾粉、砂土。禁止用水。
㈥ 工業上生產硅採用的是什麼方法
制備
工業上,通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而製得。
化學反應方程式:
SiO2
+
2C
→
Si
+
2CO
這樣製得的硅純度為97~98%,叫做金屬硅。再將它融化後重結晶,用酸除去雜質,得到純度為99.7~99.8%的金屬硅。如要將它做成半導體用硅,還要將其轉化成易於提純的液體或氣體形式,再經蒸餾、分解過程得到多晶硅。如需得到高純度的硅,則需要進行進一步的提純處理。
㈦ 工業制硅用什麼方法!
高純硅的製取:SiO2+2CSi+2CO↑(制粗硅)Si (粗硅)+2Cl2SiCl4(分餾提純SiCl4)SiCl4+2H2Si+4HCl
㈧ 金屬硅的硅的冶煉工藝
化學工業用硅的冶煉工藝
1、化學用硅的工藝流程包括爐料准備,電爐熔煉,硅的精製和澆鑄,除去熔渣夾雜而進行的破碎。在爐料配製之前,所有原料都要進行必要的處理。硅石在顎式破碎機中破碎到塊度不大於100mm,篩出小於5mm的碎塊,並用水沖洗潔凈。因為熔爐中碎塊在爐膛上部熔融,從而降低了爐料的透氣性,使生產過程難以進行。石油焦有較高的導電系數,要破碎到塊度不大於10mm,又要控制石油焦的粉末量。因其在爐膛口上直接燃燒,會造成還原劑不足。
2、化學用硅生產中,煙煤完全可以取代木炭,如湖南株洲精洗煙煤,固定炭達77.19%,揮發分為19.4%,灰分含量3.41%,Fe2O3含量0.22%,Al2O3含量0.99%,CaO含量0.17%。經生產實踐,採用此種煙煤冶煉化學用硅是可行的。
3、生產化學用硅用的木塊和木片是用截材機和木片削片機加工的。爐料中碳質還原劑主要以石油焦和煙煤為主,木塊和木片的用量要視爐況來決定。生產中不用木質,反而產品質量還更穩定。爐料的配比根據要求所生產的產品級別來定。石油焦和煙煤的配比按每批礦硅需要的碳量來確定。石油焦和煙煤的比例對爐料的工作電阻影響較大。
4、爐料各組分經稱量後,將爐料混合均勻,待搗爐後,將混合均勻的爐料集中加入爐內。保持一定的料面高度,加料均勻。
5、化學硅生產是連續不斷進行的。爐內的狀況也不是永恆不變的。化學硅生產在電爐內是以電能轉換成熱能,然後再用熱能直接加熱物料而產生化學反應的過程。所以爐內的電氣特性是非常重要的,熔煉實行閉弧操作,保持高溫爐,提高熱效率,提高電爐利用率,在研究中使用容量為3200KVA和6300KVA金屬硅爐各一台。熔煉採用一定時間的燜燒和定期集中加料的操作方法進行。正常情況下爐料難以自動下沉,一般需強制沉料。爐況容易波動,較難控制。因此,在生產中必須正確判斷,及時處理。每4小時出一次爐,進行精練澆鑄,破碎挑渣整理入庫。
㈨ 工業硅製作
金屬硅又稱結晶硅或工業硅,其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑。 硅是非金屬元素,呈灰色,有金屬色澤,性硬且脆。硅的含量約佔地殼質量的26%;原子量為28.80;密度為2.33g/m3;熔點為1410°C;沸點為2355°C;電阻率為2140Ω.m。 金屬硅的牌號:按照金屬硅中鐵、鋁、鈣的含量,可把金屬硅分為553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同的牌號。金屬硅的附加產品:包括硅微粉,邊皮硅,黑皮硅,金屬硅渣等。其中硅微粉也稱硅粉、微硅粉或硅灰,它廣泛應用於耐火材料和混凝土行業 金屬硅的用途:金屬硅(Si)是工業提純的單質硅,主要用於生產有機硅、製取高純度的半導體材料以及配製有特殊用途的合金等。
(1)生產硅橡膠、硅樹脂、硅油等有機硅
硅橡膠彈性好,耐高溫,用於製作醫療用品、耐高溫墊圈等。
硅樹脂用於生產絕緣漆、高溫塗料等。
硅油是一種油狀物,其粘度受溫度的影響很小,用於生產高級潤滑劑、上光劑、流體彈簧、介電液體等,還可加工成無色透明的液體,作為高級防水劑噴塗在建築物表面。
(2)製造高純半導體
現代化大型集成電路幾乎都是用高純度金屬硅製成的,而且高純度金屬硅還是生產光纖的主要原料,可以說金屬硅已成為信息時代的基礎支柱產業。
(3)配製合金
硅鋁合金是用量最大的硅合金。硅鋁合金是一種強復合脫氧劑,在煉鋼過程中代替純鋁可提高脫氧劑利用率,並可凈化鋼液,提高鋼材質量。硅鋁合金密度小,熱膨脹系數低,鑄造性能和抗磨性能好,用其鑄造的合金鑄件具有很高的抗擊沖擊能力和很好的高壓緻密性,可大大提高使用壽命,常用其生產航天飛行器和汽車零部件。
硅銅合金具有良好的焊接性能,且在受到沖擊時不易產生火花,具有防爆功能,可用於製作儲罐。
鋼中加入硅製成硅鋼片,能大大改善鋼的導磁性,降低磁滯和渦流損失,可用其製造變壓器和電機的鐵芯,提高變壓器和電機的性能。隨著科學技術的發展,金屬硅的應用領域還將進一步擴大金屬硅的主要產區:金屬硅主要分布在西南地區的雲南,四川,貴州,廣西,華中的湖南,湖北,華東的福建地區,東北地區主要是黑龍江的黑河,臨江地帶,吉林和遼寧,內蒙古,其中陝西青海等地也有廠家生產。
㈩ 工業硅冶煉技術
我什麼都不懂 希望這些能幫你...工業硅又稱結晶硅或金屬硅。工業硅的主要用途是作為非鐵基合金的添加劑。硅加入到某些有色金屬中時,能提高基體金屬的強度、硬度和耐磨性,有時還能改善基體的鑄造性能和焊接性能。工業硅也用作要求嚴格的硅鋼的合金劑,冶煉特種鋼種和非鐵基金的脫氧劑。工業硅經一系列工藝處理後,可拉製成單晶硅,供電子工業使用。我國的工業硅貿易 :進入21世紀以來,我國的工業硅一直出口到近60個國家和地區。2007年我國出口工業硅萬t以上的國家和地區就有14個,它們分別是:日本(22.48萬t)、香港特區(9.28萬t)。韓國(6.04萬t)、英國(3.86萬t)、泰國(3.74萬t)、印度(3.44萬t)、加拿大(3.11萬t)、荷蘭(3.11萬t)、德國(2.28萬t)、挪威(1.72萬t)、俄羅斯(1.52萬t)、澳大利亞(1.37萬t)、墨西哥(1.31萬t)、台灣省(1.13萬t)。圖2示出2007年中國工業硅出口到世界各個國家和地區的分布情況。