金属硅是用碳在高温下还原硅石（二氧化硅）而制成的单质硅，通常采用电炉法工艺提供还原反应所需的高温。这样制得的硅纯度为97～98%，叫做金属硅。其化学反应式为：
SiO2
+ 2C → Si + 2CO
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（氯硅烷），再经精密蒸馏得到高纯度的氯硅烷（4-5个9）、用氢气还原高纯度的氯硅烷可以制得多晶硅，可用于太阳能电池的生产。如需得到高纯度的晶体硅，则需要进行进一步的提纯处理（区域熔炼，拉单晶），最终制得生产半导体所需的硅单晶棒。
金属硅是冶金工业的重要原料，用于生产含硅的合金材料。氯硅烷还是硅化学的基础原料，可以进一步合成制得硅油、硅树脂及硅橡胶等高聚物。在日化、涂料、电气、电子等工业领域有广泛的用途。我们经常使用的洗发露中就含有乳化硅油，包覆在头发表面的乳化硅油不仅起到保湿的作用还能使头发看上去更亮丽。由于中国具有充足的廉价金属硅资源，世界主要硅化学公司已经开始在中国设厂，生产各种硅化学产品。
生产金属硅不仅需要高纯度的硅石资源，廉价的焦炭，还需要充足和价格低廉的电力供应。目前，我国是全世界最大的金属硅生产国，年产量大约在100万吨左右。
本集介绍的哈萨克斯坦的一家金属硅生产厂的生产实景，本帖摘自于EnglishRussia网站，由俄罗斯网友维克多拍摄并撰文。
哈萨克斯坦的一家金属硅制造厂，它采用特殊的硅石热处理炉。这是该国最大也是唯一的金属硅生产厂。
硅是地球上储量最多的元素，以二氧化硅或硅酸盐的形式存在。高纯度的硅可用于生产各类半导体器件，也是冶金工业的重要原料之一。
这里生产两种产品：金属硅，通常用于炼铝工业和化学工业；硅灰，用于生产高强度建筑混凝土。
译注：硅灰，又叫硅微粉或二氧化硅超细粉，一般情况下统称硅灰。硅灰是在冶炼硅铁合金和工业硅时产生的SiO2和Si气体与空气中的氧气迅速氧化并冷凝而形成的一种超细硅质粉体材料。主要成份为：SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO及NaO。
由于硅灰能够填充水泥颗粒间的孔隙，同时与水化产物生成凝胶体，与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体，提高混凝土的强度并具有保水及抗盐腐蚀作用。已经广泛用于生产商品混凝土、高强度混凝土、自流平混凝土、不定形耐火材料、干混（预拌）砂浆、高强度无收缩灌浆料、耐磨工业地坪、修补砂浆、聚合物砂浆、保温砂浆、抗渗砼、砼密实剂、砼防腐剂、水泥基聚合物防水剂；橡胶、塑料、不饱合聚酯、油漆、涂料以及其他高分子材料的补强，陶瓷制品的改性等。
中央控制室。
这是一台带有钢制外壳，内衬耐火砌体的熔炉，顶上盖有同样带耐火衬里的炉盖，炉内插有与变压器直接相连的大功率石墨电极，由低压电路供电。
这就是石墨电极。
金属硅从炉边一个孔流出，流入到盛放熔融金属硅的钢包中，然后浇铸到一个钢制的錠模中冷却凝固。
二氧化的还原是在炉内进行的，电极电弧产生高温，碳为还原剂，当温度升高到摄氏1670度以上，炉内的煤、焦炭或木炭就将二氧化硅还原成金属硅。
还原后，熔融的金属硅就会流入钢包，最后浇铸到金属錠模中。
目前该厂内只有一台电炉，但很快另一台新的电炉即将投入生产。所有产品都将出口到欧盟国家。
现在金属硅的市场价格大约为USD2,500/吨。
该厂需要消耗大量的电力以维持炉内的反应温度（24小时连续运行）。一旦开工，大约需要两周的时间才能达到反应所需要的温度。
石英脉石是主要的生产原料。
金属硅在模具中冷却并凝固。
金属硅是高技术行业的基础原料，可用于制造硅太阳能电池、计算机及家用电器所需的各种半导体器件，还有许许多多不同的工业用途。
除了少量炉渣外，金属硅的生产几乎不产生废弃物。电炉烟气中的灰尘流经除尘系统被收集下来，这就是该厂的另一种产品 - 硅灰，可以用作建筑材料的补强剂。加入硅灰会大大提高混凝土及建筑胶泥的强度。烟气中的一氧化碳可以用作燃烧气，送锅炉产生蒸汽或发电。
译注：这是原著者的说法，当然电炉产生的粉尘和烟气是金属硅生产中必须严加注意的废弃物。其中粉尘是可以回收的。废热回收锅炉烟气中的硫化物 - 还原剂焦炭中夹带的少量硫，须经烟气脱硫系统清除。
金属硅凝固冷却后从模具中取出，用一台液压锤式破碎机将其破碎成块状。
随后，将这些块状的金属硅装入集装袋（每袋一吨），运送给客户。
IP卡
狗仔卡
发表于 2011-2-4 21:56:50
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡
长见识了。
