21 января 2011   Фото

Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

С фотопомощью блогера victorprofessor мы побываем на заводе Silicium Kazakhstan, который производит металлический кремний карботермическим способом с использованием специальных рудотермических печей. Это один из крупнейших заводов в стране и единственный кремниевый завод в Казахстане. Завод был запущен осенью 2010 года.

По распространенности в земной коре кремний занимает второе место после кислорода, встречается главным образом в виде кислородных соединений (кварц, силикаты и.т.д.). Кремний высокой чистоты используется в полупроводниковой технике, а технической чистоты (96–99% Si) – в черной и цветной металлургии для получения сплавов на нежелезной основе (силумина и др.), легирования (кремнистые стали и сплавы, применяемые в электрооборудовании) и раскисления стали и сплавов (удаления кислорода), производства силицидов и.т.д.

В процессе производства на заводе получают два вида продукции:
- металлический кремний (с чистотой не менее 98,5%, применяемый в алюминиевой и химической отраслях)
- кремниевую пыль (ультрадисперсный материал, получаемый в процессе газоочистки печей, он применяется в производстве особопрочных сухих строительных смесей)


В промышленности кремний технической чистоты получают, восстанавливая расплав SiO2 коксом при температуре около 1800 градусов цельсия в руднотермических печах шахтного типа. Чистота полученного таким образом кремния может достигать 99,9 % (основные примеси — углерод, металлы).

2Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

Основным агрегатом для выплавки технического кремния является дуговая рудотермическая одно-трехфазная электропечь мощностью от 8 до 25 МВА. Печь представляет собой круглый стальной кожух с днищем, футерованные огнеупорной кладкой. Подина (днище) и часть высоты стен футеруются графитовыми блоками, следующий слой магнезитовым кирпичом и внешний слой – шамотом (пористый кирпич из специальной огнеупорной глины).

3Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

Подача энергии в рабочее пространство печи осуществляется с помощью электрода, выполненного из графита. Самоспекающиеся электроды в технологии кремния не применяются по причине возможного загрязнения продукта компонентами кожуха электрода и электродной массы (железо, кальций, алюминий). Электрические параметры восстановительного процесса обеспечиваются с помощью печного трансформатора, соединенного с электродом высокоамперной короткой сетью, в которой сила тока составляет 40-80 кА. По мере торцевого расхода электрода они периодически удлиняется с помощью механизмов перепуска. Регулировка заданной силы тока в электроде осуществляется путем перещения электрода по вертикальной оси.

4Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

Выпуск кремния осуществляется практически непрерывно через ледку (отверстие в футеровке) в стальную футерованную изложницу.

5Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

В печи с шунтированной дугой происходит восстановление кремния из кремнезёма кварцита углеродом восстановителя. Теоретическая температура начала процесса 1670 градусов цельсия. К основным типам восстановителей относятся: древесный уголь (берёзовый, сосновый), нефтекокс, каменный уголь.

6Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

Из рудотермической печи, расплавленный кварц попадает в ковш из которого он переливается по формам.

7Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

Сейчас на заводе работает одна печь, в ближайшее время будет пущена вторая, и тогда производственная мощность завода составит 30 тыс. тонн металлургического кремния в год. Кроме этого, выпускаемая продукция в дальнейшем будет поступать на завод поликристаллического кремния: его строительство в Омске начинается в этом году. Сейчас же готовая продукция экспортируется в Евросоюз.

8Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

Кстати, рыночная цена металлического кремния — 2500 евро за тонну.

9Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

Завод потребяет огромное количество электроэнергии для поддержания температуры в печи. Производство работает круглосуточно. А при первом запуске печи на ее разогрев до рабочей температуры потребовалось около двух недель.

10Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

На заводе в качестве сырья для производства металлургического кремния применяется жильный кварц из Улытаутского района.

11Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

В формах металлический кремний охлаждается и застывает.

12Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

Металлический кремний является основой для высокотехнологичной промышленности. Кремний — это и фотоэлементы для солнечных батарей, и полупроводники для компьютеров, и многое, многое другое.

13Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

Кстати, производство металлургического кремния абсолютно безотходно. Над печью стоят воздуховоды, и вся пыль уходит в газоочистку, где улавливаются микрочастицы. Эта кремниевая пыль является полезным продуктом в другой части производства. Например, раньше в Европе кварц переплавляли только для того, чтобы его потом размолоть и добавить в бетон, в растворы, которые обладают очень большим укрепляющим свойством. Кварцевая кристаллическая решетка очень прочная. И 900-ю марку бетона можно получить только с помощью кремния. А есть еще гидроизоляционные замазки, ударопрочные полы, эта продукция используется для укрепления тоннелей метро.

14Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

После оставания кремний дробят на мелкие куски гидромолотом.

15Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

Затем готовая продукция упаковывается в бигбэги — пластиковые мешки, вмещающие 1000 килограмм металлургического кремния и отправляется заказчикам.

16Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

Что можно сделать с техническим кремнием? Технологическая цепочка в производстве кремния продолжается: металлургический кремний — поликремний — монокристаллический кремний — кремниевые пластины. Для дальнейшей очистки металлургический кремний перегоняют, превращая в экологически вредные соединения хлора: дихлорсилан или трихлорсилан. После очистки последних в больших ректификационных колоннах и процессов осаждения получается поликремний, где концентрация примесей не превышает десятитысячной доли процента. После этого его переплавляют в монокристаллический материал, а монокристаллы режут на пластины. Так получают до 80% монокристаллического кремния, используемого в электронике.

17Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan

Нравится Производство металлургического кремния на заводе Silicium Kazakhstan?
 +2 
Комментарии
  1. antoshka
            
    antoshka 21 января 2011 09:31

    Ну вот, хоть где-то завод как завод. У нас же таких чистых, без лишних мелочей заводов наверное нету.

  2. Arni
            
    Arni 22 января 2011 00:00

    спасибо, очень интересно

  3. harrison
            
    harrison 22 января 2011 07:24

    в казахстане за 20 лет независимости закрылось тыщщи заводов. Пораспиздилось, попродавалось. Куча людей остались без работы. Таких заводов, как этот - единицы...

  4. Katharina
            
    Katharina 22 января 2011 20:20

    родной мой Казахстан...

  5. Artur02
            
    Artur02 22 января 2011 22:20

    спасибо. очень интересно, но тока стока неизвестных терминов и понятий - будем учиться

  6. alchen
            
    alchen 23 января 2011 13:16

    спасибо,интересно.

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.