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硅石的制备技术

日期:2019-10-09 14:09 来源:乔卡环保 乔卡环保 浏览次数:

  制备高纯多晶硅原料所需要的最初原材料是硅石,通过硅石制得冶金级硅,然后由冶金级硅制备硅的中间产物(硅的氯化物),最后由中间产物分解制备高纯多晶硅料。制备多晶硅的工艺路线为:

  硅石一冶金级硅→中间产物(SiHnCl4-n)→半导体Si一硅片或者硅薄膜(硅薄膜不是由半导体硅制成,是直接由硅的化合物在气态下通过表面沉积或者离子溅射形成的)。

  硅石是硅质原料的统称,有石英砂岩、石英岩、脉石英、交代硅质角岩和石英砂等。矿物成分主要为石英(晶质SiO2)和玉髓(隐晶质SiO2)。为块状或粒状集合体,三方晶系,六方柱晶形。无色、灰褐、黑、紫、绿、粉红色。晶面玻璃光泽,断口油脂光泽,贝壳状断口。化学分子式为SiO2,有少量的Fe2O3、Al2O3、Ca0、P2O5、MgO和有机物。纯质的脉石英和石英岩其SiO2含量可达98%~99%,石英砂岩为95%~97%。

  硅石质地坚硬,莫氏硬度7,密度2.65g/cm3,有极佳的耐火性和耐酸性,熔点1730℃,熔融体冷却后变为石英玻璃,结晶体石英为水晶,具有透过紫外线光能力及压电性。虽然硅元素对身体来说必不可少,但是作为生产原材料来说减少人体接触与吸入还是有一定必要的。在粉碎过程石料经过多次高压碎裂,其溢出的粉尘量也是不可小觑的,熔炼过程虽然密闭性高,却存在少量的气体夹带粉末溢出,所以很多客户选择使用真空清扫系统处理生产过程产生粉尘问题。

  硅石可分为下列几种矿石。

  (1)石英砂岩

  石英砂岩是石英与其他矿物颗粒被某种胶结物胶结起来的沉积岩。其特点是80%以上的碎屑都是石英和硅质碎屑,此外还有长石、燧石、高岭土、白云母杂于其中。颗粒呈浑圆状,表面光滑、干净,多为中细状。胶结物常为硅质,有时常见钙质、铁质、泥质、锰质,其中以硅质胶结质量最好,胶结物常为蛋白玉及玉髓。矿石一般呈白、灰白、浅红、浅黄色,硬度大,断面粗糙,透水性好。

  (2)石英岩

  石英岩由石英砂岩受热变质重结晶作用而成。通常结晶颗粒间的胶结物已消失,矿物组成为石英,常含绿泥石、黑云母、白云母、硅线石、辉石、角闪石、绿帘石、石榴石、方解石、石墨及含铁矿物等。外表呈白色至灰白色。致密块状,其硬度及强度均很大。

  (3)硅质角砾岩

  硅质角砾岩是硅质交代的一种岩石,矿石致密,呈细粒状,具有贝壳状断口,颜色多为灰色及黑色。

  (4)脉石英

  矿物成分为石英,含少量长石、云母及其他矿物,致密块状,质纯呈白色,半透明,油脂光泽,贝壳状断口,结晶颗粒很大,SiO2含量高,加热时不易转化且发生分裂而松散。

  (5)石英砂

  石英砂是比较纯的砂,呈白色或灰白色,带杂质时则呈浅红、浅糊黄或土色,砂粒是各种硅质岩石的碎粒。

  (6)石英粉矿

  石英检矿是SiO2含量高达98%以上的天然高硅原料。

  乔卡在过往的设计安装经验中惊奇的发现,很多高负压除尘器的使用厂家原材料中有很多都有硅这一成分在,硅石主要用途如下。

  (1)冶金工业

  主要用于制造耐火材料—硅砖,冶炼硅质合金(硅铁、硅锰、硅铬)和作熔剂。质纯的可制结晶硅。结晶硅是生产单晶硅的主要原料,又可制硅铝和有机硅。

  (2)玻璃工业

  硅石是制造玻璃的主要原料。硅石可作普通及光学玻璃,质纯者可熔炼成优质技术玻璃。耐火砖可作玻璃熔窑的窑衬。

  (3)建筑工业

  可作重要的建筑基石。碎石可作道路充填石及铁路道砟。砂与沥青混合可铺路,石英还可作硅酸盐水泥的校正材料。

  (4)化学工业

  硅石可制作各种硅化物和硅酸盐及硝酸盐,质佳者可作耐酸性的硫酸塔中的充填物。

  (5)研磨业

  石英岩和石英砂岩可制作磨石、油石、砂纸及碳酸硅等研磨材料;石英砂也多用来锯石料、磨光玻璃、磨金属制品及石器制品的表面,石英也用于琢磨珠宝。

  (6)其他工业

  可作搪瓷和陶瓷原料。质纯者广泛用于无线电工业、超声波技术及现代国防和尖端技术,纯的石英岩具有旋光性和透过紫外线性能,可制造各种光学仪器和医疗用的石英灯等,也是制造金刚砂(碳化硅)的基本原料。细石英砂可作过滤用。

  相比较传统中央吸尘器,高负压除尘器吸力更大,且成本较低。
 

电子仪器生产现场——真空清扫使用实例