NO315745B1 - Metallurgisk silisium og ferrosilisium med lavt oksygeninnhold, fremstilling og anvendelse derav - Google Patents
Metallurgisk silisium og ferrosilisium med lavt oksygeninnhold, fremstilling og anvendelse derav Download PDFInfo
- Publication number
- NO315745B1 NO315745B1 NO19960015A NO960015A NO315745B1 NO 315745 B1 NO315745 B1 NO 315745B1 NO 19960015 A NO19960015 A NO 19960015A NO 960015 A NO960015 A NO 960015A NO 315745 B1 NO315745 B1 NO 315745B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- silicon
- ferrosilicon
- less
- content
- refining
- Prior art date
Links
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 56
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 56
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 34
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims description 34
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims description 34
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 title claims description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 17
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 16
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 9
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 7
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 6
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910000789 Aluminium-silicon alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N tristearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 CCI4 or CaClf Chemical class 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000002089 carbo-reduction Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N chloro(114C)methane Chemical compound [14CH3]Cl NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N chloro(methyl)silane Chemical class C[SiH2]Cl YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000006101 laboratory sample Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/12—Organo silicon halides
- C07F7/16—Preparation thereof from silicon and halogenated hydrocarbons direct synthesis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/02—Silicon
- C01B33/037—Purification
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår metallurgisk silisium, det vil si silisium som er oppnådd ved karhotermisk reduksjon av silisiumdioksyd i en elektrisk ovn, ment hovedsaklig for fremstilling av silikoner og aluminium-silisiumlegeringer, samt ferrosilisium med høy renhet, oppnådd ved karbotermisk reduksjon av silisiumdioksyd i nærvær av jernholdige stoffer, og særlig ment for fremstilling av magnetiske stålplater for transformatorer.
Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for fremstilling av et slikt silisium eller ferrosilisium.
Til slutt angår oppfinnelsen anvendelse av det oppnådde silisium eller ferrosilisium.
Syntesen av alkyl- eller arylhalogensilaner ved omsetning av et halogenert hydrokarbon med silisium i nærvær av kobber ved mellom 250 og 300°C er kjent fra US 2.380.995 i navnet E.G.Rochow.
Denne reaksjon, kalt Kochow-reaksjonen, har oppnådd verdens-omfattende industriell bruk og utgjør i særdeleshet basis-reaksjonen som benyttes i silikonindustrien. Denne reaksjon gjennomføres vanligvis ved bruk av metylklorid, CH3C1, og gir en blanding av forskjellige metylklorsilaner i varierende andeler. Oksygeninnholdet for det silisiuminnhold som benyttes i denne syntese påvirker utbyttet på flere måter: oksygenet som fikseres på overflaten av silikonet' danner
en barriere som sinker reaksjonen og derfor produktivi-teten for den angjeldende reaksjonsbeholder. I EP 0.494.837 har i henhold til dette foreliggende søkere beskrevet et metallurgisk silisiumpulver med lav overflateoksydasjon og hvis overflate er beskyttet fra
oksydasjon av et organisk stoff.
oksygenet som inneholdes i massen er for det meste tilstede i form av slagg-inklusjoner idet dette slagg hovedsaklig er dannet av oksyder. Mens dette slagg ikke
direkte påvirker kinetikken for Rochow-reaksjonen er det en mangel at det efterlates en inert rest som kan akkumulere 1 reaksjonsbeholdere i industriell skala og derved redusere disses bruksvolum, en opptreden som forblir udetektert når forsøkene er begrenset til å prøve silisiumkvaliteten ved hjelp av laboratorieprøver.
I tillegg krever fremstillingen av aluminium-silisiumlegeringer i metallurgien bruk av basis-materialer med lavt oksygeninnhold fordi slagg-inklusjoner i den ferdige legering ugunstig påvirker de mekaniske egenskaper.
Hva angår fremstillingen av magnetisk platemateriale som er ment for transformatorer og elektriske rotasjonsmotorer, anvendes det til slutt et ferrosilisium som inneholder meget små andeler av urenheter og har et lavt oksygeninnhold, noe som gunstig påvirker den magnetiske permeabilitet.
Av disse forskjellige grunner syntes det nødvendig å tilveiebringe et silisium eller ferrosilisium med et lavt oksygeninnhold, både på overflaten og i massen. Silisium og ferrosilisium som fremstilles ved karbotermisk reduksjon av silisiumdioksyd i en elektrisk ovn inneholder forskjellige urenheter, særlig kalsium og aluminium, som derefter fjernes ved hjelp av oksyderende raffinering. Denne raffinerings-prosess kan gjennomføres ved bruk av klor eller oksygen. M.Filipovich og F.Mulalich har presentert sammenlignings-resultater for disse to typer raffineringsprosedyrer i forbindelse med "det internasjonale symposium på fremstilling av ferrolegeringer og silisium", holdt i Sibenik i Jugoslavia den 17. til 21. september 1975.
Fordi bruken av klor gir sikkerhets- og miljøproblemer blir silisium og ferrosilisium vanligvis raffinert ved bruk av oksygen. Produktet inneholder således mer enn 0,25 % oksygen på tross av forholdsreglene som tas for å separere metallet fra slagget.
Det raffinerte, flytende silisium eller ferrosilisium kan helles og størknes på forskjellig måte. Forskning på spesifikke strukturer som benyttes i silisiumrelaterte anvendelser har for eksempel fremmet kontrollen av størk-ningen og avkjølingshastighetene.
En teknikk som i den senere tid har vært benyttet på silisium består i granulering av produktet i vann, det vil si helling av smeltet silisium ved en temperatur av ca. 1500°C, direkte i vann. Denne prosedyre gir velstrukturert krystallisering men det observeres en fullstendig uønsket og utpreget overflateoksydasjon på silisiumkrystallene.
For å unngå dette problem har foreliggende søkere i FR-søknad 93-10257 foreslått å utføre denne granuleringsoperasjon i en inert atmosfære. På denne måte er det mulig å oppnå silisium som inneholder mindre enn 0,15 & oksygen og der overflate-oksygen-konsentrasjonen er 100 ppm. Imidlertid er dette totale oksygeninnhold fremdeles for høyt.
I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse et metallurgisk silisium eller ferrosilisium i form av granulat med en midlere størrelse mindre enn 10 mm og dette metallur-giske, silisium eller ferrosilisium karakteriseres ved at det totale oksygeninnhold er mindre enn 0,05 vekt-#.
For å oppnå en så lav konsentrasjon har foreliggende oppfinnere hatt idéen om å kombinere for det første klorbasert raffinering av flytende silisium eller ferrosilisium med for det andre granulering i vann under en inert atmosfære, idet ingen av prosedyrene tatt separat er i stand til å gi et tilsvarende renhetsnivå.
I granulær tilstand har oppfinnelsens silisium eller ferrosilisium en total oksygenkonsentrasjon på mindre enn 0,05 vekt-56, noe som kan brytes ned 1 konsentrasjoner på ca. 0,01 56 oksygen på overflaten av granulatet og mindre enn 0,04 io i massen.
Det pulverformige produkt som fremstilles ved oppmaling av granulatene viser overflateoksydasjon som ikke er enhetlig fordelt idet overflaten efter oppmaling i gjennomsnitt er mindre oksydert enn den til granulatene.
Det høyrene ferrosilisium har et Si-innhold på mellom 60 og 80 vekt-?é, de mest benyttede blandinger har andeler på mellom
65 og 75 vekt-#.
Det silisium som benyttes for silikonfremstilling kan kombineres med andre elementer som kobber i en mengde opp til 8 ia, eller fosfor opp til 0,2 3é, idet "disse elementer er katalysatorpromotere for Rochow-reaksjonen. Dette silisium inneholder mindre enn 0,5 ia jern, mindre enn 0,3 96 aluminium og mindre enn 0,10 % kalsium idet konsentrasjonene av Al og Ca er justerbare til på forhånd bestemte verdier for derved i mikrostrukturen å oppnå intermetalliske forbindelser som fremmer Rochow-reaksjonen.
Det lave totale oksygeninnhold i produktene ifølge oppfinnelsen oppnås ved å kombinere klorbasert raffinering av det flytende metall og granuleringen av dette i vann under en inert atmosfære.
Hvis klorbasert raffinering gjennomføres på et silisium som er fremstilt i en induksjonsovn under undertrykk ved innarbeiding av Ca og Al i metallisk tilstand i silisium av elektronikk-kvalitet, oppnås det restkonsentrasjoner på mindre enn 0,05 % Ca og mindre enn 0,12 % Al.
Hvis utgangssilisiumet tvert imot inneholder slagginklusjoner i suspensjon, et fenomen som alltid inntrer i flytende silisium som fremstilles ved karbotermi i en elektrisk ovn, er restkonsentrasj onen av Ca og Al som foreligger efter klorbehandlingen hovedsaklig et resultat av nærværet av slagginklusjoner på hvilke klorbehandlingen ikke har noen innvirkning fordi AI2O3- og CaO-oksydene er involvert. De resultater som er rapportert av Filipovich og Mulalich i den ovenfor angitte rapport peker mot en midlere rest Ca-konsentrasjon på 0,39 H> med et standardavvik på 0,24 %, en verdi som kan forklares kun ved hjelp av en variabel midlere oksygenkonsentras jon på 0,17 K>.
Klorbasert raffinering kan benytte gassformig klor men også en klorert forbindelse som CCI4 eller CaClf,.
Granulering i vann kan skje ved å helle det flytende ferrosilisium eller silisium i en trakt omfattende et hull idet metallstrømmen fra denne munning brytes opp på en horisontal kapell anbragt under hullet og delt i flytende dråper som så faller inn i en beholder fylt med kjølevann. De således dannede dråper størknes og samles på bunnen av beholderen. Den øvre del av beholderen der kapellet er anbragt, sveipes av en strøm av inertgass som kan være nitrogen eller en blanding av luft og nitrogen.
Det er funnet at ved å kombinere denne type granulering og klorbasert raffinering av det smeltede metall oppnås det et oksygeninnhold som er betydelig lavere enn det for metallurgisk silisium eller ferrosilisium som fremstilles i henhold til alle den kjente teknikks prosesser.
Som nevnt innledningsvis angår oppfinnelsen derfor også en fremgangsmåte for fremstilling av silisium eller ferrosilisium som beskrevet ovenfor og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at den omfatter: karbotermisk reduksjon av silisiumdioksyd i en elektrisk
ovn,
klorbasert raffinering av det flytende metall,
- granulering av det raffinerte, flytende metall i vann under en inert atmosfære.
De således oppnådde granulater hvis midlere størrelse er under 10 mm, kan oppmales i form av et pulver med en midlere granulometri på mindre enn 0,4 mm idet man fortrinnsvis benytter et oppmalingsadditiv for å beskytte produktet fra oksydasjon. Hva angår silisium anbefaler EP 0.494.837 i foreliggende søkeres navn å oppmale under en minimal reaktiv atmosfære, for eksempel av argon, nitrogen eller en blanding av duft og nitrogen, i nærvær av en olje som kan være et alkan, en ester, et fettsyrestoff eller en silikonolje. Hvis silisiumet benyttes for å fremstille silikoner må denne olje være oppløselig i metylklorid eller være flyktig ved 300°C. Mengden additiv som forblir i det oppmalte produkt er generelt mindre enn 1 vekt-#.
Oppfinnelsen angår til slutt anvendelse av et silisium eller ferrosilisium som beskrevet ovenfor som råmateriale for syntese av alkyl- eller arylhalogensilaner, som bestanddel i en aluminium/silisiumlegerlng eller som bestanddel satt til stål for fremstilling av magnetisk platemateriale.
Oppfinnelsen skal illustreres ved de følgende eksempler:
Eksempel 1
En helleøse fylt med smeltet silisium, oppnådd ved silisiumdioksyd karboreduksjon i en elektrisk ovn, ble forsiktig dekantert til oppvarmet støpeskje for å separere det smeltede silisium fra slagg fra ovnen. Skjeen som inneholdt det således oppnådde, smeltede silisium ble behandlet ved oksygeninjeksjon for å oksydere kalsium og aluminium. Slagget som ble dannet under raffineringen ble separert ved dekan-teringen når det smeltede silisium ble helt i barreformer. Det således oppnådde produkt ble avkjølt, knust og så oppmalt til en granulometri på mindre enn 0,4 mm i stavmøller under en nitrogenatmosfære og under tilsetning av 0,3 56 glycerol tristearat.
Under et produksjonsforsøk der operasjonene var forbundet i sekvens mens man passet på å rengjøre støpeskjeen efter hver helling, ble det utført en analyse av oksygeninnholdet i silisiumet, målt efter hver helling, en hel dag. For å måle det totale oksygeninnhold ble prøven oppmalt til en granulometri på 0,25 mm, derefter siktet til 0,5 mm for å beholde kun 0,25-0,05 mm fraksjonen. På tidspunktet for preparerings-prosedyren undergikk fraksjonen som målte mindre enn 0,05 mm en ytterligere oksydasjon som ikke kunne tas i betraktning. En 250 mg prøve ble samlet fra 0,25-0,05 mm fraksjonen og så pakket i en tinnfolie for å kunne plasseres i en grafitt-diegel i en LECO-innretning ved en temperatur på 3000°C. Oksygenet i prøven ble omdannet til CO som så ble oksydert til CO2 som så ble analysert. Sluttresultatet ble beregnet basert på det gjennomsnitt som var oppnådd fra 5 operasjoner.
For å oppnå overflateoksygeninnholdet ble den samme behandling gjennomført på silisium av elektronikk-kvalitet. Fordi oksygen-innholdet i massen i produktet så og si var 0 tilsvarte den totale konsentrasjon slik den ble målt, overflateinnholdet, som var det samme som den for en prøve av metallurgisk silisium underkastet den samme behandling.
De 12 helleoperasjoner som ble gjennomført i løpet av dagen, ga følgende totale oksygenkonsentrasjoner:
Eksempel 2
Under en granuleringsprøve ble det totale oksygeninnhold i silisiumet overvåket under en fremstillingsperiode på 1 dag. Fremstillingsprosessen besto i de samme trinn som i det foregående eksempel, istedet for imidlertid å helle produktet i barrformer ble det granulert i vann under en nitrogenatmosfaere.
De 12 hellingsoperasjoner som ble gjennomført denne dagen ga følgende totale oksygeninnhold.
Eksempel 3
Ca. 13 kg raffinert metallisk silisium hvortil 70 g kalsium og 130 g aluminium ble satt efter smelting, ble smeltet i en laboratorie-induksjonsovn. Det smeltede bad ble så behandlet med klor tilført i en strømningshastighet på 30 l/min. Behandlingen varte i 5 minutter.
Analysene av Ca, Al og Og ble gjennomført på en prøve samlet direkte fra det smeltede metall ved oppsuging i et grafittrør der metallet størknet. 4 prøver av denne type ga følgende resultater:
Eksempel 4
Betingelsene 1 eksempel 1 ble gjentatt og den oksygenbaserte raffinering ble erstattet av klorraffinering.
De totale oksygenanalyser ga følgende resultater:
Sammenlignet med eksempel 3 ser man at ved å arbeide med smeltet silisium som oppnådd ved karbotermi og helt i luft, tapte man en vesentlig del av gevinsten når det gjelder sluttoksygen-lnnholdet som skulle kunne oppnås ved bruk av klorbasert raffinering.
Eksempel 5
Arbeidsbetingelsene i eksempel 2 ble gjéntatt men oksygen-raffineringen ble erstattet av klorraffinering og oksygeninn-holdene som ble oppnådd under en 1 dag lang fremstillingsperiode ble nok en gang analysert og man oppnådde følgende resultater:
hvorav ca. 100 ppm ble identifisert som forårsaket av overflateoksydasjon.
Claims (14)
1.
Metallurgisk silisium eller ferrosilisium i form av granulat med en midlere størrelse mindre enn 10 mm, karakterisert ved at det totale oksygeninnhold er mindre enn 0,05 vekt-#.
2.
Silisium ifølge krav 1, karakterisert ved at jerninnholdet er mindre enn 0,5 9é.
3.
Silisium ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at aluminiuminnholdet er mindre enn 0,3
4.
Silisium ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at kalsiuminnholdet er mindre enn 0,10 %.
5.
Silisium ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at silisium har et kobberinnhold på opp til 8
6.
Silisium eller ferrosilisium ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5, karakterisert ved at silisiumet eller ferrosilisiumet er oppmalt i form av et pulver med en granulometri på mindre enn 0,4 mm og inne-holdende et oppmalingsadditiv i en mengde på mindre enn 1 K>.
7.
Silisium ifølge krav 6, karakterisert ved at additivet er et organisk produkt som er oppløselig i metylklorid og/eller flyktig ved 300°C.
8.
Fremgangsmåte for fremstilling av silisium eller ferrosilisium ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 7, karakterisert ved at den omfatter: - karbotermisk reduksjon av silisiumdioksyd i en elektrisk ovn, - klorbasert raffinering av det flytende metall, - granulering av det raffinerte, flytende metall i vann under en inert atmosfære.
9.
Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at den raffinerende operasjon gjennomføres ved bruk av en klorert forbindelse.
10.
Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at den klorerte forbindelse er CCI4 eller C2Clf,.
11.
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 8 til 10, karakterisert ved at granuleringen gjennomføres under en atmosfære av nitrogen eller av en blanding av luft og nitrogen.
12.
Anvendelse av et silisium ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 7, som råmateriale for syntese av alkyl- eller arylhalogensilåner,
13.
Anvendelse av et silisium ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 7 som bestanddel i en aluminium/silisium-legering.
14.
Anvendelse av et ferrosilisium ifølge krav 1, som bestanddel satt til stål for fremstilling av magnetisk platemateriale.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9500330A FR2729131B1 (fr) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | Silicium et ferrosilicium metallurgique a basse teneur en oxygene |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO960015D0 NO960015D0 (no) | 1996-01-03 |
NO960015L NO960015L (no) | 1996-07-10 |
NO315745B1 true NO315745B1 (no) | 2003-10-20 |
Family
ID=9475095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO19960015A NO315745B1 (no) | 1995-01-09 | 1996-01-03 | Metallurgisk silisium og ferrosilisium med lavt oksygeninnhold, fremstilling og anvendelse derav |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5782955A (no) |
EP (1) | EP0720967B1 (no) |
DE (1) | DE69502170T2 (no) |
ES (1) | ES2116056T3 (no) |
FR (1) | FR2729131B1 (no) |
NO (1) | NO315745B1 (no) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2800376B1 (fr) * | 1999-10-28 | 2003-04-18 | Rhodia Chimie Sa | Procede pour la production d'alkylhalogenosilanes |
FR2814757B1 (fr) * | 2000-10-02 | 2003-07-11 | Invensil | Elaboration d'alliages de type aluminium-silicium |
US6933468B2 (en) | 2000-10-10 | 2005-08-23 | Hobart Brothers Company | Aluminum metal-core weld wire and method for forming the same |
FR2827592B1 (fr) | 2001-07-23 | 2003-08-22 | Invensil | Silicium metallurgique de haute purete et procede d'elaboration |
ITRM20110426A1 (it) * | 2011-08-08 | 2013-02-09 | N E D Silicon S P A | Metodo perfezionato per la preparazione di silicio di grado metallurgico ad alta purezza, in particolare per uso nel campo fotovoltaico. |
EP3847131B1 (de) * | 2019-04-30 | 2023-03-01 | Wacker Chemie AG | Verfahren zur raffination von rohsilicium-schmelzen mittels eines partikulären mediators |
CN111591996B (zh) * | 2020-07-13 | 2022-11-29 | 昆明理工大学 | 一种利用硅铁合金制备工业硅的方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1169508A (fr) * | 1954-05-25 | 1958-12-29 | Union Carbide Ltd | Procédé de traitement du silicium et de ses alliages |
DE3223821A1 (de) * | 1982-06-25 | 1983-12-29 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von hochreinnem siliciumgranulat |
CA1222125A (en) * | 1982-11-12 | 1987-05-26 | Adolfo R. Zambrano | Silicon metal upgrading for high purity applications |
DE3405613A1 (de) * | 1984-02-16 | 1985-08-22 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren und vorrichtung zum reinigen von fluessigem, metallurgischem silicium |
NO165288C (no) * | 1988-12-08 | 1991-01-23 | Elkem As | Silisiumpulver og fremgangsmaate for fremstilling av silisiumpulver. |
JP2900759B2 (ja) * | 1993-07-20 | 1999-06-02 | 信越化学工業株式会社 | 珪素酸化物蒸着用材料及び蒸着フィルム |
FR2709082B1 (fr) * | 1993-08-20 | 1995-09-29 | Pechiney Electrometallurgie | Granulation d'alliages contenant du silicium dans l'eau et sous atmosphère inerte. |
FR2716675B1 (fr) * | 1994-02-25 | 1996-04-12 | Pechiney Electrometallurgie | Silicium métallurgique à microstructure contrôlée pour la préparation des halogénosilanes. |
-
1995
- 1995-01-09 FR FR9500330A patent/FR2729131B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-21 EP EP95420365A patent/EP0720967B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-21 DE DE69502170T patent/DE69502170T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-21 ES ES95420365T patent/ES2116056T3/es not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-01-03 NO NO19960015A patent/NO315745B1/no unknown
- 1996-01-11 US US08/584,430 patent/US5782955A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0720967A1 (fr) | 1996-07-10 |
NO960015D0 (no) | 1996-01-03 |
NO960015L (no) | 1996-07-10 |
FR2729131A1 (fr) | 1996-07-12 |
FR2729131B1 (fr) | 1997-02-14 |
ES2116056T3 (es) | 1998-07-01 |
DE69502170T2 (de) | 1998-11-19 |
EP0720967B1 (fr) | 1998-04-22 |
US5782955A (en) | 1998-07-21 |
DE69502170D1 (de) | 1998-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO315745B1 (no) | Metallurgisk silisium og ferrosilisium med lavt oksygeninnhold, fremstilling og anvendelse derav | |
NL8000724A (nl) | Werkwijze voor het vervaardigen van staal, voorwerpen. | |
US4652299A (en) | Process for treating metals and alloys for the purpose of refining them | |
AU2001293924B9 (en) | Preparing aluminium-silicon alloys | |
US5500399A (en) | Silicon alloy containing aluminum, calcium and copper for the synthesis of alkyl or aryl halogenosilanes | |
RU2329322C2 (ru) | Способ получения высокотитанового ферросплава из ильменита | |
US4417920A (en) | Process for eliminating metallic impurities from magnesium by injecting a halogenated derivative or boron | |
US4177059A (en) | Production of yttrium | |
AU2019444019B2 (en) | Method for refining crude silicon melts using a particulate mediator | |
CA2030977C (en) | Magnesium treatment process and apparatus for carrying out this process | |
US3615354A (en) | Method of removing contaminants from steel melts | |
WO2007083169A1 (en) | Master alloy manufacturing | |
RU2360025C1 (ru) | Лигатура для производства отливок из чугуна | |
RU2723870C1 (ru) | Кальцийсодержащий материал для обработки металлургических расплавов и способ его получения | |
US3367771A (en) | Process for preparation of magnesium ferrosilicon alloys | |
CA3101607C (en) | Silicon based alloy, method for the production thereof and use of such alloy | |
US3726666A (en) | Dephosphorization of aluminum alloys by cadmium | |
RU2637735C2 (ru) | Способ получения низкоуглеродистой кипящей стали | |
RU2671357C1 (ru) | Способ очистки технического кремния | |
JPH041044B2 (no) | ||
RU2044063C1 (ru) | Способ производства низколегированной стали с ниобием | |
CN116790930A (zh) | 一种铝合金熔体专用除氢剂及铝合金熔铸工艺 | |
US20240117469A1 (en) | Method for the production of a small-fraction titanium-containing filling for a cored wire | |
JPS6082628A (ja) | ネオジム合金の製造方法 | |
RU2049117C1 (ru) | Смесь для обработки жидкого металла |