请问多晶硅的原料是什么,里面的成分是什么?四川产地有哪些

请问多晶硅的原料是什么,里面的成分是什么?四川产地有哪些,第1张

生产方法不同,原料就不同

1改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法

改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢(或外购氯化氢),氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅(国内生产厂家一般直接购买三氯氢硅原料),然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯,提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅

国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。

2硅烷法——硅烷热分解法

硅烷(SiH4)是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。以前只有日本小松掌握此技术,由于发生过严重的爆炸事故后,没有继续扩大生产。但美国Asimi和SGS公司仍采用硅烷气热分解生产纯度较高的电子级多晶硅产品。

3流化床法

以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内(沸腾床)高温高压下生成三氯氢硅,将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅,继而生成硅烷气。

制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应,生成粒状多晶硅产品。因为在流化床反应炉内参与反应的硅表面积大,生产效率高,电耗低与成本低,适用于大规模生产太阳能级多晶硅。唯一的缺点是安全性差,危险性大。其次是产品纯度不高,但基本能满足太阳能电池生产的使用。

此法是美国联合碳化合物公司早年研究的工艺技术。目前世界上只有美国MEMC公司采用此法生产粒状多晶硅。此法比较适合生产价廉的太阳能级多晶硅。

4太阳能级多晶硅新工艺技术

除了上述改良西门子法、硅烷热分解法、流化床反应炉法三种方法生产电子级与太阳能级多晶硅以外,还涌现出几种专门生产太阳能级多晶硅新工艺技术。

1)冶金法生产太阳能级多晶硅

据资料报导日本川崎制铁公司采用冶金法制得的多晶硅已在世界上最大的太阳能电池厂(SHARP公司)应用,现已形成800吨/年的生产能力,全量供给SHARP公司。

主要工艺是:选择纯度较好的工业硅(即冶金硅)进行水平区熔单向凝固成硅锭,去除硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分后,进行粗粉碎与清洗,在等离子体融解炉中去除硼杂质,再进行第二次水平区熔单向凝固成硅锭,去除第二次区熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分,经粗粉碎与清洗后,在电子束融解炉中去除磷和碳杂质,直接生成太阳能级多晶硅。

2)气液沉积法生产粒状太阳能级多晶硅

据资料报导以日本Tokuyama公司为代表,目前10吨试验线在运行,200吨半商业化规模生产线在2005-2006年间投入试运行。

主要工艺是:将反应器中的石墨管的温度升高到1500℃,流体三氯氢硅和氢气从石墨管的上部注入,在石墨管内壁1500℃高温处反应生成液体状硅,然后滴入底部,温度回升变成固体粒状的太阳能级多晶硅。

3)重掺硅废料提纯法生产太阳能级多晶硅

据美国Crystal Systems资料报导,美国通过对重掺单晶硅生产过程中产生的硅废料提纯后,可以用作太阳能电池生产用的多晶硅,最终成本价可望控制在20美元/Kg以下。

四川已成全国最大的多晶硅生产地,以乐山为中心,成都、眉山等地都有多晶硅项目,主要集中在乐山,2007年多晶硅产量占全国70%

据说污染比较严重

一、成分含量不同

1、H系硅微粉的含硅量比较高,基本都在99%以上。

2、而微硅粉的含硅量一般都在80-92%,94%以上都属于很不常见的。

二、物质不同

1、硅微粉

硅微粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料。由于它具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热系数高、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能,被广泛用于化工、电子、集成电路(IC)、电器、塑料、涂料、高级油漆、橡胶、国防等领域。随着高技术领域的迅猛发展,硅微粉亦将步入新的历史发展时期。

2、微硅粉

微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰,是铁合金在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时,矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO2和Si气体,气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。

它是大工业冶炼中的副产物,整个过程需要用除尘环保设备进行回收,因为密度较小,还需要用加密设备进行加密。

三、作用不同

1、硅微粉

1)显著提高抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。

2)具有保水、防止离析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用。

3)显著延长砼的使用寿命。

4)大幅度降低喷射砼和浇注料的落地灰,提高单次喷层厚度。

5)是高强砼的必要成份,已有C150砼的工程应用。

2、微硅粉

优质微硅粉主要被用作高性能耐火浇注料、预制件、钢包料、透气砖、自流型耐火浇注料及干湿法喷射材料。在高温陶瓷领域。

如:氧化物结合碳化硅制品,高温型硅酸钙轻质隔热材料,电磁窑用刚玉莫来石推板,高温耐磨材料及制品,刚玉及陶瓷制品,赛龙结合制品等,微硅粉的使用具有高流动性、低蓄水量、高致密度和高强度等特点。

-硅微粉

-微硅粉

粉(学名“硅灰”, MiCRosilICa 或 Silica Fume ),系在冶炼硅铁和

工业硅时,通过烟道排出的硅蒸汽氧化后,经特别设计的收尘器收集得到的无定形

、粉末状的二氧化硅(Sio2)。微硅粉平均粒径在 01-015 μ m ,为水泥平均

粒径的几百分之一。比表面积为 15 -27 m2/g ,具有极强的表面活性。

    按照微硅粉的 SiO 2 含量这个指标,把产品分为: 85%--95% 三种规格,其

物理性质和化学成分如下:

1 微硅粉的基本物理性质:

◇ 存在形式:无定形超细(非晶体)粉末

◇ 典型颜色:灰白色(自然状态呈白色,随着密度的增大,颜色逐渐加深)

◇ 比表面积: 15 ~ 27 m2/g

◇ 松散容重: 150 ~ 200kg/m3

◇ 活性指标: ≥85%

◇ 需水量比: ≤125%

2 微硅粉的主要化学成分是SiO 2 ,含量可达 85 — 95% ,其元素包括 Fe2O3

、 Al 2 O 3 、 CaO 、 K2O 、 Na2O 、 MgO 、 C 等。

基于微硅粉优异独特的物理化学性能,欧、美、日等发达国家早于八十年代即开展

关于微硅粉在高性能混凝土、超强水泥、耐火材料等领域的应用研究及应用,并先

后制定颁布实施了关于微硅粉在不同应用领域的质量标准。目前,微硅粉世界市场

产销量约 50 ~ 60 万吨 / 年,主要应用于高强度耐火材料和建筑行业(高强混

凝土及水泥制品等)。作为硅铁合金、金属硅及氧化锆行业的副产物,资源有限,

国外市场供不应求。国内微硅粉应用起步时间不长,但增长迅速,目前年产微硅粉

 10 ~ 12 万吨,主要应用于水泥或混凝土掺合料,以改善水泥或混凝土的性能,

配制具有超高强( C70 以上)、耐磨、耐冲刷、耐腐蚀、抗渗透、抗冻、早强的

特种混凝土,用于大坝、大型水库、水电、海港码头、铁路桥梁(如青藏铁路 90

% 的微硅粉采用甘肃三远铁合金有限公司的产品)、高速公路、飞机场跑道、隧道

及超高层建筑等工程。同时,微硅粉还可以用于耐火材料和陶瓷制品的生产,提高

产品的强度和耐久性;用于油漆、涂料、树脂、橡胶及其它高分子材料填充物,能

起到改善材料综合性能的目的。

(一 )、产品特点:

1 微硅粉用于混凝土,具有以下独特优点:

( 1 )制造高 强度混凝土( C70 以上),显著提高混凝土的强度和泵送性能;

 

( 2 )制造高抗渗(≥ P30 )、结构自防水混凝土,用于地铁、隧道、高层建筑

物的地下室;

( 3 )制造海工和化工混凝土,由于其高致密性能,有效阻止硫酸盐及氯离子对

混凝土的渗透、侵蚀,避免混凝土钢筋受到腐蚀,从而延长混凝土的寿命;

( 4 )在水利、高速公路、桥梁工程项目中,混凝土不仅需要上述基本指标,更

对其耐磨、耐冲刷有非常苛刻的要求,掺入微硅粉非常必要;

( 5 )微硅粉极强的活性,具有减水性能,适用于快速施工需要的早强、高强混

凝土的外加剂; 隧道、地铁、大型基坑结构施工过程中用于支护的高强喷射混凝

土的外加剂;水下施工项目(如:桥墩、大坝、钻井平台等)用的混凝土的外加剂

2 微硅粉用于改善耐火材料已有四十余年的历史,微硅粉用于耐火材料将具有下

列特点:

(1) 提高浇注型耐火材料的流动性、减少用水量,使其易于成型,生产效率大为

提高;

(2) 由于其超微结构的填隙作用,耐火材料的致密性和强度获得大幅度提高;

(3) 微硅粉具有高活性,在 Al 2 O 3 成份存在的前提下,更易生成莫来石相,

使耐火材料的的高温强度、热震性明显提高。

目前除在浇注型耐火材料中普遍使用之外,在电熔和烧结型耐火材料中亦正获得大

量应用。

3 使用方法:混凝土工程中,根据使用功能确定,一般建议掺入量为胶结材料的

 5% -10% ,并且与减水剂配合使用。

微硅粉与水泥、骨料同时加入搅拌,严格按规范施工,同时必须加强养护。

 

(二)、产品规格:

 

(1)产品分为加密和不加密两大类。

(2)包装:微硅粉每袋2 0 kg 。(可根据用户要求包装)

加密微硅粉按实际生产重量交货。

(3)贮存和运输

微硅粉用编织袋套塑料内密封袋包装,在贮存和运输过程中注意防水、防潮。

二、微硅粉成分指数

微硅粉的推广应用,标志着我国的建筑行业和陶瓷耐火材料生产进入高技术时期,

 80 年代,由于 微硅粉的应用也带动了其它微粉的应用,随着市场的发展变化,

建筑行业、陶瓷及耐火材料要求日益提高,微硅粉的其特的理化性能,将会受到市

场更加亲睐,应用前景十分广阔。近几年,微硅粉在建筑和建材行业中应用,达到

非常理想的效果,其用途越来越广阔。

微硅粉渗入水泥混凝土后能很好地填充于水泥空隙之中,使浆体更微密,另外它还

与游离的 Ca(OH) 结合,形成稳定的硅酸钙水化物 2CaOSiO2 H 2O,该水化物凝

胶强度高于 Ca(OH) 晶体,主要表现在 :

( 1 )增加强度。使混凝土抗压、抗折强度大大增加,渗入 5-10% 的 微硅粉,

抗压强度可提高 10-30% ,抗折强度提高 10% 以上 ;

( 2 )增加致密度。抗渗性能提高 5-18 倍,抗化能力提高 4 倍以上 :

( 3 )抗冻性: 微硅粉混凝土在经过 300-500 次快速冻解循环,相对弹性模量

降低 10-20% ,而普通混凝土通过 25-50 次循环,相对弹性模量降低为 30-73%

( 4 )早强性:微硅粉混凝土使诱导期缩短,具有早强的特性;

( 5 )抗冲磨、控空蚀性:微硅粉混凝土比普通混凝土抗冲磨能力提高 05-25

 倍,抗空蚀能力提高 3-16 倍。

提供以下实验数据供参考:

1 、 活性指数试验

原材料(g) 控制配比 测试试配比

525 号硅酸水泥 540 486

微硅粉 0 54

软练标准砂 1350 1350

水 210 225

砂浆流动度( mm ) 111-113 113-118

抗折强度 (mPA) 1021 1146

28天 抗压强度 (mpa) 761 838

活性 抗折 112

指数 抗压 110

2 、 微硅粉掺量对砂浆强度的影响:

量 (g)

1 2 3 4 5

水泥 5400 5076 4968 4860 4752

微硅粉 0 324 432 540 648

标准砂 13500 13500 13500 13500 13500

水 2380 2380 2380 2380 2380

减水剂 RC 0 054 081 108 135

微硅粉掺量 % 0 6 8 10 12

砂浆流动度 mm 136 142 142 143 139

7 天 抗折强度 (Mpa) 766 756 759 719 719

抗压强度 (Mpa) 522 496 530 507 496

28 天 抗折强度 (Mpa) 940 968 994 988 1027

抗压强度 (Mpa) 660 700 730 780 847

3 、 混凝土强度试验:

原材料用量 (kg)

1 2 3

水泥

4889

4998 4400

微硅粉 0 391 489

水 12700 12711 12711

砂 6217 6217 6217

石 12623 12623 12623

最大材料粒径 mm 20 20 20

水灰比 026 026 026

微硅粉掺量 % 0 8 10

减水剂用量 % RC 10 10 10

抗压强度 7 天龄期 622 689 696

28 天龄期 791 900 910

    微硅粉应用陶瓷及耐火材料,可以大大降低浇注料水的用量,大幅度提高浇注

料的强度和密度,甚而提高产品质量,改善产品的寿命,是最理想的结合剂和性能

改善掺合物。

这个你需要明确铁合金种类,什么样的铁合金。

不过 大部分都是氧化物和氢氧化物

比如:

硅铁,金属硅 这类的铁合金,产生的除尘灰主要是SIO2,这类除尘灰也叫微硅粉,可用于建筑领域。

锰铁合金的话,除尘灰里会含有Mn,Fe, MgO, CaO 等元素,也就是冶炼锰矿石时所产生的一些相关氧化物

1,碳化硅(SiC)的成份是石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑。碳化硅是以石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物,莫桑石。

2,黑碳化硅的韧性高于绿碳化硅,主要用于处理低抗拉强度的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁、有色金属等。

3,绿碳化硅有良好的自锐,主要用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃,还用于珩磨汽缸套和精密磨削高速钢切削工具等等。

1、硅微粉是一类用途极为广泛的无机非金属材料,具有介电性能优异、热膨胀系数低、导热系数高,硅微粉系列产品是由纯净石英粉经先进的超细磨工艺流程加工而成。它具有白度高、颗粒细、粒度分布合理、比表面积大、悬浮性能优、纯度高等优点,广泛用于涂料、油漆、胶粘剂、硅橡胶、精密铸造、高档陶瓷、环氧树脂灌封料及普通电器、高压元器件的绝缘浇注、集成电路的塑封料和灌封料、粉末涂料、电焊条保护层及其它树脂填料等。

2、硅微粉呈灰色,颗粒呈球形,极细,最细颗粒小于001UM,平均粒径01-03UM,常温下易结合成较松的块状,具有较高的胶凝性和吸附能力,广泛应用于水电工程、耐火材料、公路、桥梁、隧道、化工陶瓷、橡胶等行业。

3、硅微粉化学成分及含量:SIO2:928%,AL2O3:076%,FE2O3:052%,CAO:031%MG:053%,C:15%,K2O:22%,NA2O:058%,灼减量:08%。

4、硅微粉粒度分布:0-03um:448%,03-05um:202%,05-07um:146%,07-1um:144%,1-5um:107%。

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