㈠ 工业制取单质硅的方法
工业上生产硅是在电弧炉中还原硅石(二氧化硅含量大于99%)。使用的还原剂为石油焦和木炭等。使用直流电弧炉时,能全部用石油焦代替木炭。石油焦的灰分低(0.3%~0.8%),采用质量高的硅石(二氧化硅大于99%),可直接炼出制造硅钢片用的高质量硅。
高纯的半导体硅可在1,200℃的热硅棒上用氢气还原高纯的三氯氢硅制得。超纯的单晶硅可通过直拉法或区域熔炼法等制备。实验室里可用镁粉在赤热下还原粉状二氧化硅,用稀酸洗去生成的氧化镁和镁粉,再用氢氟酸洗去未作用的二氧化硅,即得单质硅。
硅的应用领域:
1、高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半导体;掺入微量的第VA族元素,形成n型半导体。
2、金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。将陶瓷和金属混合烧结,制成金属陶瓷复合材料,它耐高温,富韧性,可以切割,既继承了金属和陶瓷的各自的优点,又弥补了两者的先天缺陷。
3、光导纤维通信,最新的现代通信手段。用纯二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纤维。激光可在玻璃纤维的通路里,发生无数次全反射而向前传输,代替了笨重的电缆。
㈡ 为什么工业硅和多晶硅、单晶硅的用途不同
恩,是这样的,主要是因为这些硅的结构不同,工业硅和多晶硅、单晶硅在冶炼时,也练出来时,是根据需要进行冶炼的,所以他们的纯度就会不一样的,而且更重要的是,每一种物质的复合物也是一样的,根据需要进行选择复合的!
㈢ 工业硅操作过程中怎样提高硅回收率
想要提高它的这个回收率的话,主要还是在这个温度控制住,其他的话不要更改,其他的一般就可以了。
㈣ 工业硅的冶炼工艺和技术
石英(沙子)与碳在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅,其化学反应SiO2+2C=Si+2CO
为了满足半导体级高纯度的需要,必须进一步提纯。把工业硅粉碎并用无水氯化氢(HCl)与之反应在一个流化床反应器中,生成三氯氢硅(SiHCl3)。
其化学反应Si+3HCl=SiHCl3+H2
在此基础上还需要进一步提纯,经过一系列化学分离提纯工艺除去一些电活性杂质,碳和过渡元素杂质,才能使SiHCl3 的纯度达到半导体级的标准要求。
多晶硅采用高温还原工艺,以高纯的SiHCl3在H2气氛中还原沉积而生成。其化学反应SiHCl3+H2=Si+3HCl。经过如此提纯工艺技术,可生产出半导体级高纯硅SiHCl3、SiH2Cl2及光纤级高纯硅SiCl4。
㈤ 工业制硅,用什么方法提纯
工业上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。
1.物质的理化常数:
国标编号 81043
CAS号 10026-04-7
中文名称 四氯化硅
英文名称 Silicon tetrachloride
别 名 氯化硅;四氯化矽
分子式 SiCl4 外观与性状 无色或淡黄色发烟液体,有刺激性气味,易潮解
分子量 169.90 蒸汽压 55.99kPa(37.8℃)
熔 点 -70℃ 沸点:57.6℃ 溶解性 可混溶于苯、氯仿、石油醚等多数有机溶剂
密 度 相对密度(水=1)1.48;相对密度(空气=1)5.86 稳定性 稳定
危险标记 20(酸性腐蚀品) 主要用途 用于制取纯硅、硅酸乙酯等,也用于制取烟幕剂
2.对环境的影响:
一、健康危害
侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
健康危害:对眼睛及上呼吸道有强烈刺激作用。高浓度可引起角膜混浊,呼吸道炎症,甚至肺水肿。皮肤接触后可引起组织坏死。
二、毒理学资料及环境行为
急性毒性:LC508000ppm,4小时(大鼠吸入)
危险特性:受热或遇水分解放热,放出有毒的腐蚀性烟气。
燃烧(分解)产物:氯化氢、氧化硅。
3.现场应急监测方法:
4.实验室监测方法:
气相色谱法,参照《分析化学手册》(第四分册,色谱分析),化学工业出版社
5.环境标准:
前苏联(1975) 车间卫生标准 5mg/m3
6.应急处理处置方法:
一、泄漏应急处理
疏散泄漏污染区人员至安全区,禁止无关人员进入污染区,建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物,勿使泄漏物与可燃物质(木材、纸、油等)接触,在确保安全情况下堵漏。喷水雾减慢挥发(或扩散),但不要对泄漏物或泄漏点直接喷水。将地面洒上苏打灰,然后用大量水冲洗,经稀释的洗水放入废水系统。如果大量泄漏,最好不用水处理,在技术人员指导下清除。
二、防护措施
呼吸系统防护:可能接触其蒸气时,必须佩戴防毒面具或供气式头盔。紧急事态抢救或逃生时,建议佩带自给式呼吸器。
眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。
防护服:穿工作服(防腐材料制作)。
手防护:戴橡皮手套。
其它:工作后,淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服,洗后再用。保持良好的卫生习惯。
三、急救措施
皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用流动清水冲洗15分钟。若有灼伤,就医治疗。
眼睛接触:立即提起眼睑,用流动清水冲洗10分钟或用2%碳酸氢钠溶液冲洗。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖,保持呼吸道通畅。必要时进行人工呼吸。就医。
食入:患者清醒时立即漱口,给饮牛奶或蛋清。立即就医。
灭火方法:干粉、砂土。禁止用水。
㈥ 工业上生产硅采用的是什么方法
制备
工业上,通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得。
化学反应方程式:
SiO2
+
2C
→
Si
+
2CO
这样制得的硅纯度为97~98%,叫做金属硅。再将它融化后重结晶,用酸除去杂质,得到纯度为99.7~99.8%的金属硅。如要将它做成半导体用硅,还要将其转化成易于提纯的液体或气体形式,再经蒸馏、分解过程得到多晶硅。如需得到高纯度的硅,则需要进行进一步的提纯处理。
㈦ 工业制硅用什么方法!
高纯硅的制取:SiO2+2CSi+2CO↑(制粗硅)Si (粗硅)+2Cl2SiCl4(分馏提纯SiCl4)SiCl4+2H2Si+4HCl
㈧ 金属硅的硅的冶炼工艺
化学工业用硅的冶炼工艺
1、化学用硅的工艺流程包括炉料准备,电炉熔炼,硅的精制和浇铸,除去熔渣夹杂而进行的破碎。在炉料配制之前,所有原料都要进行必要的处理。硅石在颚式破碎机中破碎到块度不大于100mm,筛出小于5mm的碎块,并用水冲洗洁净。因为熔炉中碎块在炉膛上部熔融,从而降低了炉料的透气性,使生产过程难以进行。石油焦有较高的导电系数,要破碎到块度不大于10mm,又要控制石油焦的粉末量。因其在炉膛口上直接燃烧,会造成还原剂不足。
2、化学用硅生产中,烟煤完全可以取代木炭,如湖南株洲精洗烟煤,固定炭达77.19%,挥发分为19.4%,灰分含量3.41%,Fe2O3含量0.22%,Al2O3含量0.99%,CaO含量0.17%。经生产实践,采用此种烟煤冶炼化学用硅是可行的。
3、生产化学用硅用的木块和木片是用截材机和木片削片机加工的。炉料中碳质还原剂主要以石油焦和烟煤为主,木块和木片的用量要视炉况来决定。生产中不用木质,反而产品质量还更稳定。炉料的配比根据要求所生产的产品级别来定。石油焦和烟煤的配比按每批矿硅需要的碳量来确定。石油焦和烟煤的比例对炉料的工作电阻影响较大。
4、炉料各组分经称量后,将炉料混合均匀,待捣炉后,将混合均匀的炉料集中加入炉内。保持一定的料面高度,加料均匀。
5、化学硅生产是连续不断进行的。炉内的状况也不是永恒不变的。化学硅生产在电炉内是以电能转换成热能,然后再用热能直接加热物料而产生化学反应的过程。所以炉内的电气特性是非常重要的,熔炼实行闭弧操作,保持高温炉,提高热效率,提高电炉利用率,在研究中使用容量为3200KVA和6300KVA金属硅炉各一台。熔炼采用一定时间的焖烧和定期集中加料的操作方法进行。正常情况下炉料难以自动下沉,一般需强制沉料。炉况容易波动,较难控制。因此,在生产中必须正确判断,及时处理。每4小时出一次炉,进行精练浇铸,破碎挑渣整理入库。
㈨ 工业硅制作
金属硅又称结晶硅或工业硅,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°C;沸点为2355°C;电阻率为2140Ω.m。 金属硅的牌号:按照金属硅中铁、铝、钙的含量,可把金属硅分为553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同的牌号。金属硅的附加产品:包括硅微粉,边皮硅,黑皮硅,金属硅渣等。其中硅微粉也称硅粉、微硅粉或硅灰,它广泛应用于耐火材料和混凝土行业 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金属硅的主要产区:金属硅主要分布在西南地区的云南,四川,贵州,广西,华中的湖南,湖北,华东的福建地区,东北地区主要是黑龙江的黑河,临江地带,吉林和辽宁,内蒙古,其中陕西青海等地也有厂家生产。
㈩ 工业硅冶炼技术
我什么都不懂 希望这些能帮你...工业硅又称结晶硅或金属硅。工业硅的主要用途是作为非铁基合金的添加剂。硅加入到某些有色金属中时,能提高基体金属的强度、硬度和耐磨性,有时还能改善基体的铸造性能和焊接性能。工业硅也用作要求严格的硅钢的合金剂,冶炼特种钢种和非铁基金的脱氧剂。工业硅经一系列工艺处理后,可拉制成单晶硅,供电子工业使用。我国的工业硅贸易 :进入21世纪以来,我国的工业硅一直出口到近60个国家和地区。2007年我国出口工业硅万t以上的国家和地区就有14个,它们分别是:日本(22.48万t)、香港特区(9.28万t)。韩国(6.04万t)、英国(3.86万t)、泰国(3.74万t)、印度(3.44万t)、加拿大(3.11万t)、荷兰(3.11万t)、德国(2.28万t)、挪威(1.72万t)、俄罗斯(1.52万t)、澳大利亚(1.37万t)、墨西哥(1.31万t)、台湾省(1.13万t)。图2示出2007年中国工业硅出口到世界各个国家和地区的分布情况。