Производство металлического кремния: russos — LiveJournal
Сегодня мы с вами отправляемся на завод 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.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)
Скажу честно, производство очень впечатлило. Но, к сожалению, писать подробные комментарии к фотографиям сейчас нету времени. Если вы хотите подробно ознакомиться с процессом то прочитайте пост Виктора Борисова.
21 фотография, общий вес 4,0 мегабайт
1. Дуговая рудотермическая одно-трехфазная электропечь мощностью от 8 до 25 МВА.
2. Это круглая штуковина в который идет непрерывной процесс выплавки. Печь расчитана на 7 лет непрерывной работы.
Обои: 1024×768 |1280×800 | 1280×1024 | 1366×768 | 1440×900 | 1600×1200 | 1680×1050 | 1920×1080 | 1920×1200
3. Большая механическая кочерга.
4. Управление печью. Рядом строится вторая.
5.
6.
7.
8. В мешке одна тонна металлического кремния. Стоит такой мешок около 2500 евро.
9. Электрод для печки. По мере его сгорания происходит, не прерывая процесса, его удлинение такими вот вставками.
10.
11.
12.
13.
Обои: 1024×768 |1280×800 | 1280×1024 | 1366×768 | 1440×900 | 1600×1200 | 1680×1050 | 1920×1080 | 1920×1200
14.
Обои: 1024×768 |1280×800 | 1280×1024 | 1366×768 | 1440×900 | 1600×1200 | 1680×1050 | 1920×1080 | 1920×1200
15.
16.
Обои: 1024×768 |1280×800 | 1280×1024 | 1366×768 | 1440×900 | 1600×1200 | 1680×1050 | 1920×1080 | 1920×1200
17./Polysilicon-57a5e2263df78cf459cd1e3b.jpg)
18.
19.
20.
21.
Индустриальный Казахстан:
Самый большой в мире угольный разрез — «Богатырь» и роторный экскаватор СРс(К)-2000
Как делают минералку
КазБелАЗ
Производство стеклопластиковых труб
Вагоносборочное производство
Купажный цех
Американские буренки в Казахстане
Локомотивосборочный завод по производству тепловозов ТЭ33А «Evolution»
Экибастузская ГРЭС-2
Экибастузская ГРЭС-1
Также вы можете посмотреть фотоотчеты у victorborisov и gelio.
PS. Улетел в Питер.
Физики предсказали металлический кремний при атмосферном давлении
Ha-Jun Sung et al. / Phys. Rev. Lett.
Корейские ученые предсказали существование металлической фазы кремния, которая остается стабильной при атмосферном давлении и переходит в сверхпроводящее состояние при температуре около 12 кельвинов.
Для этого они смоделировали сжатие соединения с формулой NaSi6 до давлений порядка 200 тысяч атмосфер, а затем сняли нагрузку и удалили атомы натрия из получившегося клатрата. Статья опубликована в
Кремний является вторым по распространенности химическим элементом в земной коре и выступает основным компонентом огромного числа электронных приборов, начиная от компьютерных процессоров и заканчивая солнечными батареями. При нормальных условиях — то есть при давлении около одной атмосферы и температуре около нуля градусов Цельсия — кремний кристаллизуется в устойчивую алмазную структуру, а также существует в виде многочисленных метастабильных форм, таких как аморфный кремний, пористый кремний, кремневые нанопроволоки и так далее. Новые метастабильные фазы можно создать, прикладывая к образцу большое давление, а потом резко снижая нагрузку — например, таким образом получается ромбоэдральная фаза Si-XII или гексагональная фаза Si-IV.
Несмотря на то, что при стандартном давлении кремний может существовать в виде большого числа метастабильных фаз, все они являются полупроводниками, то есть плохо проводят электричество. С другой стороны, при повышении давления в кремнии могут возникать металлические фазы, но их кристаллическая структура разрушается после снятия нагрузки. Например, фаза β-Sn, напоминающую своей кристаллической структурой олово, перестает существовать при давлении менее 112 атмосфер. В то же время, металлический кремний, не разрушающийся при нормальных условиях, мог бы пригодиться для создания новых электронных приборов.
Группа ученых под руководством Кай-Вей Чанга (Kai-Wei Chang) из Корейского института передовых технологий впервые обнаружила чисто кремниевую структуру, которая при давлении порядка одной атмосферы не только хорошо проводит электричество, но даже переходит в сверхпроводящее состояние. Для этого исследователи рассмотрели соединения с общей формулой NaSi
Кристаллическая структура P6/m-NaSi
Ha-Jun Sung et al. / Phys. Rev. Lett.
Затем ученые численно рассчитали электронную зонную структуру синтезированных соединений с помощью метода молекулярной динамики, и выяснили, что они должны проявлять металлические свойства. Кроме того, физики исследовали сверхпроводящие свойства соединений с помощью теории возмущений функционала плотности (density-functional perturbation theory). В рамках этой теории они оценили электрон-фононную константу связи в каждом из материалов и выяснили, при какой температуре в них будет возникать бозе-конденсат куперовских пар.
Зависимость критической температуры и константы электрон-фононной связи (во врезе) полученных соединений от давления
Ha-Jun Sung et al. / Phys. Rev. Lett.
Спектр фононов (слева) и зонная структура (справа) полученных соединений. Верхний ряд отвечает P6/m-NaSi6, нижний — P6/m-Si6
Ha-Jun Sung et al.
/ Phys. Rev. Lett.
Ha-Jun Sung et al.
/ Phys. Rev. Lett.
Кремний металлический, секретный, перспективный | informburo.
kzВ Караганде возрождён завод по производству металлического кремния. На минувшей неделе на предприятии была запущена рудотермическая печь № 1. По этому случаю журналистов пустили на завод, чтобы они всё увидели своими глазами: идеальную чистоту в цехе, работающую печь, первую тонну продукции. И серьёзную охрану на проходной. Но с информацией для прессы всё оказалось не так просто. Спикеры старались уходить от цифр. К примеру, сумма, в которую обошёлся запуск печи, так и не была озвучена.
Строительство завода начала в 2007 году компания «Силициум Казахстан». Для реализации проекта стоимостью 165 млн долларов привлекла займы Банка развития Казахстана и других финансовых структур. Завод запустили в 2010 году, но проработал он два года. Затем акционеры, не выполнив условий контракта перед банком, остановили производство и распустили полутысячный коллектив. В 2013 году по договору цессии проект был передан как проблемный в Инвестиционный фонд Казахстана, дочернюю структуру холдинга «Байтерек». С того времени пошли мероприятия по оздоровлению производства. Холдинг привлёк отечественного инвестора – АО «Тау-Кен Самрук», а в качестве технического оператора создал компанию «Тау-Кен Темир»…
Председатель правления холдинга Куандык Бишимбаев, аким области Нурмухамбет Абдибеков, директор «Тау-Кен Темир» Ербол Иманкулов говорили о том, почему было необходимо реанимировать производство – его продукция ориентирована на экспорт: металлический кремний востребован в США, Японии и странах ЕС.
Запуск предприятия приведёт и к развитию смежных отраслей в регионе. Возобновится производство на месторождении Актас, в Караганде начнётся добыча спецкокса – ещё одного сырья для производства кремния. По словам г-на Бишимбаева, задача в том, чтобы вернуть актив в госсобственность. Проведена полная судебная очистка, и теперь государство является стопроцентным собственником предприятия.
Но сколько денег понадобилось для запуска печи, журналисты так и не узнали. По информации на первоначальные оздоровительные процедуры, включая оплату труда рабочих, обеспечение сохранности имущественного комплекса, проведение технического аудита, пуско-наладочные работы на первой печи было затрачено 1,4 млрд тенге. Девять месяцев назад во время похожего пресс-тура, связанного с подписанием меморандума о реабилитации предприятия между облакиматом и холдингом, замдиректора по производству Иосиф Лебольд озвучивал другие цифры. Он говорил о 12–14 млн евро, необходимых для запуска печей («Мегаполис», «Битва титанов», 20 января 2014 г.
).
Аким области Нурмухамбет Абдибеков не стал отвечать и на вопрос о прогнозах по налоговым поступлениям в бюджет:
– Сейчас производство выходит на стабильный режим, идёт работа по заключению договоров на реализацию продукции, – рассказал аким. – По той ценовой политике, которую удастся выстроить, и будут определены финансовые потоки этого предприятия.
По словам акима, у завода есть перспективы. Все условия, чтобы наращивать объёмы, созданы. Кремний востребован на мировом рынке, а Караганда (с учётом высокотехнологичного производства) может предложить качественный продукт. Ведутся переговоры о поставках кремния на рынки Европы.
– Больше ничего не могу разглашать. Это относится к конфиденциальной информации, – пояснил г-н Абдибеков. И добавил, что для местных исполнительных органов важнее восстановление производства и создание рабочих мест – сейчас на заводе работают 300 человек, из них 165 – из прежнего состава работников.
Глава «Тау-Кен Темир» Ербол Иманкулов (на фото сверху) также был немногословен.
По его словам, прежние проблемы предприятия по большей части решены, но предстоит работа по запуску второй печи.
– «Силициум» сильно задолжал рабочим, – напомнили журналисты.
– С приходом «Тау-Кен Темир» зарплата, налоги платятся регулярно. В среднем мы подняли оклады на 10%, металлурги получают порядка 100 000 тенге.
– Прежние хозяева говорили, что им, несмотря на договорённость, начали поставлять энергию по высокой цене, и это одна из причин остановки производства. А вам удалось договориться о льготном тарифе?
– Мы решаем эти вопросы, – ответил г-н Иманкулов. – Поставщик определён, это Экибастузская ГРЭС-1. А по поводу размера тарифа ничего сказать не могу. Это закрытая информация…
Во время пресс-тура у представителей СМИ была возможность сфотографировать оборудование цеха и первую партию продукции – куски кремния, складированные в полубоксах. Как пояснили работники цеха, на продажу идут не слитки, а измельчённый до состояния мелкой фракции продукт.
Не стала тайной и общая информация о заводе. Основным сырьём для него является жильный кварц месторождения Актас Улытауского района. Что касается реализации кремния, она обычно происходит по спотовым продажам или контрактам, которые заключаются на долгосрочный период – до 10 лет. Цены колеблются в зависимости от региона: от 1800 до 2800 долларов за тонну. По прогнозам аналитиков, цены на кремний к 2016 году достигнут своего пика.
Кремний / Хабр
Процессор? Песок? А какие у вас с этим словом ассоциации? А может Кремниевая долина?
Как бы там ни было, с кремнием мы сталкиваемся каждый день и если вам интересно узнать что такое Si и с чем его едят, прошу под кат.
Введение
Будучи студентом одного из московских вузов с специальностью «Наноматериалы», я хотел познакомить тебя, дорогой читатель, с самыми важными химическими элементами нашей планеты. Я долго выбирал с чего начать, углерод или кремний, и все таки решил остановиться именно на Si, потому что сердце любого современного гаджета основано именно на нем, если можно так выразиться конечно.
Излагать мысли постараюсь предельно просто и доступно, написав этот материал я рассчитывал, в основном на новичков, но и более продвинутые люди смогут почерпнуть что-то интересное, так же хотелось бы сказать, что статья написана исключительно для расширения кругозора заинтересовавшихся. Итак, приступим.Silicium
Кремний (лат. Silicium), Si, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; атомный номер 14, атомная масса 28,086.
В природе элемент представлен тремя стабильными изотопами: 28Si (92,27%), 29Si (4,68%) и 30Si (3,05%).
Плотность (при н.у.) 2,33 г/см³
Температура плавления 1688 K
Порошковый Si
Историческая справка
Соединения Кремния, широко распространенные на земле, были известны человеку с каменного века. Использование каменных орудий для труда и охоты продолжалось несколько тысячелетий. Применение соединений Кремния, связанное с их переработкой, — изготовление стекла — началось около 3000 лет до н. э. (в Древнем Египте).
Раньше других известное соединение Кремния — оксид SiO2 (кремнезем). В 18 веке кремнезем считали простым телом и относили к «землям» (что и отражено в его названии). Сложность состава кремнезема установил И. Я. Берцелиус. Он же впервые, в 1825, получил элементарный Кремний из фтористого кремния SiF4, восстанавливая последний металлическим калием. Новому элементу было дано название «силиций» (от лат. silex — кремень). Русское название ввел Г. И. Гесс в 1834.
Кремний очень распространен в природе в составе обыкновенного песка
Распространение Кремния в природе
По распространенности в земной коре Кремний — второй (после кислорода) элемент, его среднее содержание в литосфере 29,5% (по массе). В земной коре Кремний играет такую же первостепенную роль, как углерод в животном и растительном мире. Для геохимии Кремния важна исключительно прочная связь его с кислородом. Около 12% литосферы составляет кремнезем SiO2 в форме минерала кварца и его разновидностей. 75% литосферы слагают различные силикаты и алюмосиликаты (полевые шпаты, слюды, амфиболы и т.
д.). Общее число минералов, содержащих кремнезем, превышает 400.Физические свойства Кремния
Думаю тут останавливаться особо не стоит, все физические свойства имеются в свободном доступе, а я же перечислю самые основные.
Температура кипения 2600 °С
Кремний прозрачен для длинноволновых ИК-лучей
Диэлектрическая проницаемость 11,7
Твердость Кремния по Моосу 7,0
Хотелось бы сказать, что кремний хрупкий материал, заметная пластическая деформация начинается при температуре выше 800°С.
Кремний — полупроводник, именно поэтому он находит большое применение. Электрические свойства кремния очень сильно зависят от примесей.
Химические свойства Кремния
Тут много конечно можно сказать, но остановлюсь на самом интересном. В соединениях Si (аналогично углероду) 4-валентен.
На воздухе кремний благодаря образованию защитной оксидной пленки устойчив даже при повышенных температурах. В кислороде окисляется начиная с 400 °С, образуя оксид кремния (IV) SiO2.
Кремний устойчив к кислотам и растворяется только в смеси азотной и фтористоводородной кислот, легко растворяется в горячих растворах щелочей с выделением водорода.
Кремний образует 2 группы кислородсодержащих силанов — силоксаны и силоксены. С азотом Кремний реагирует при температуре выше 1000 °С, Важное практическое значение имеет нитрид Si3N4, не окисляющийся на воздухе даже при 1200 °С, стойкий по отношению к кислотам (кроме азотной) и щелочам, а также к расплавленным металлам и шлакам, что делает его ценным материалом для химической промышленности, а так же для производства огнеупоров. Высокой твердостью, а также термической и химической стойкостью отличаются соединения Кремния с углеродом (карбид кремния SiC) и с бором (SiB3, SiB6, SiB12).
Получение Кремния
Я думаю это самая интересная часть, тут остановимся поподробнее.
В зависимости от предназначения различают:
1. Кремний электронного качества (т. н. «электронный кремний») — наиболее качественный кремний с содержанием кремния свыше 99,999 % по весу, удельное электрическое сопротивление кремния электронного качества может находиться в интервале примерно от 0,001 до 150 Ом•см, но при этом величина сопротивления должна быть обеспечена исключительно заданной примесью т.
е. попадание в кристалл других примесей, хотя бы и обеспечивающих заданное удельное электрическое сопротивление, как правило, недопустимо.2. Кремний солнечного качества (т. н. «солнечный кремний») — кремний с содержанием кремния свыше 99,99 % по весу, используемый для производства фотоэлектрических преобразователей (солнечных батарей).
3. Технический кремний — блоки кремния поликристаллической структуры, полученного методом карботермического восстановления из чистого кварцевого песка; содержит 98 % кремния, основная примесь — углерод, отличается высоким содержанием легирующих элементов — бора, фосфора, алюминия; в основном используется для получения поликристаллического кремния.
Кремний технической чистоты (95-98%) получают в электрической дуге восстановлением кремнезема SiO2 между графитовыми электродами. В связи с развитием полупроводниковой техники разработаны методы получения чистого и особо чистого кремния. Это требует предварительного синтеза чистейших исходных соединений кремния, из которых кремний извлекают путем восстановления или термического разложения.
Поликристаллический кремний («поликремний») — наиболее чистая форма промышленно производимого кремния — полуфабрикат, получаемый очисткой технического кремния хлоридными и фторидными методами и используемый для производства моно- и мультикристаллического кремния.
Традиционно поликристаллический кремний получают из технического кремния путём перевода его в летучие силаны (моносилан, хлорсиланы, фторсиланы) с последующими разделением образующихся силанов, ректификационной очисткой выбранного силана и восстановлением силана до металлического кремния.
Чистый полупроводниковый кремний получают в двух видах: поликристаллический (восстановлением SiCl4 или SiHCl3 цинком или водородом, термическим разложением SiI4 и Sih5) и монокристаллический (бестигельной зонной плавкой и «вытягиванием» монокристалла из расплавленного кремния — метод Чохральского).
Тут можно увидеть процесс выращивания кремния, методом Чохральского.
Метод Чохральского — метод выращивания кристаллов путём вытягивания их вверх от свободной поверхности большого объёма расплава с инициацией начала кристаллизации путём приведения затравочного кристалла (или нескольких кристаллов) заданной структуры и кристаллографической ориентации в контакт со свободной поверхностью расплава.
Применение Кремния
Специально легированный кремний широко применяется как материал для изготовления полупроводниковых приборов (транзисторы, термисторы, силовые выпрямители тока, тиристоры; солнечные фотоэлементы, используемые в космических кораблях, а так же много всякой всячины).
Поскольку кремний прозрачен для лучей с длиной волны от 1 до 9 мкм, его применяют в инфракрасной оптике.
Кремний имеет разнообразные и все расширяющиеся области применения. В металлургии Si
используется для удаления растворенного в расплавленных металлах кислорода (раскисления).
Кремний является составной частью большого числа сплавов железа и цветных металлов.
Обычно Кремний придает сплавам повышенную устойчивость к коррозии, улучшает их литейные свойства и повышает механическую прочность; однако при большем его содержании Кремний может вызвать хрупкость.
Наибольшее значение имеют железные, медные и алюминиевые сплавы, содержащие кремний.
Кремнезем перерабатываются стекольной, цементной, керамической, электротехнической и другими отраслями промышленности.
Сверхчистый кремний преимущественно используется для производства одиночных электронных приборов (например процессор твоего компьютера) и однокристальных микросхем.
Чистый кремний, отходы сверхчистого кремния, очищенный металлургический кремний в виде кристаллического кремния являются основным сырьевым материалом для солнечной энергетики.
Монокристаллический кремний — помимо электроники и солнечной энергетики используется для изготовления зеркал газовых лазеров.
Сверхчистый кремний и продукт его производства
Кремний в организме
Кремний в организме находится в виде различных соединений, участвующих главным образом в образовании твердых скелетных частей и тканей. Особенно много кремния могут накапливать некоторые морские растения (например, диатомовые водоросли) и животные (например, кремнероговые губки, радиолярии), образующие при отмирании на дне океана мощные отложения оксида кремния (IV). В холодных морях и озерах преобладают биогенные илы, обогащенные кремнием, в тропических морях — известковые илы с низким содержанием кремния.
Среди наземных растений много кремния накапливают злаки, осоки, пальмы, хвощи. У позвоночных животных содержание оксида кремния (IV) в зольных веществах 0,1-0,5%. В наибольших количествах кремний обнаружен в плотной соединительной ткани, почках, поджелудочной железе. В суточном рационе человека содержится до 1 г кремния. При высоком содержании в воздухе пыли оксида кремния (IV) она попадает в легкие человека и вызывает заболевание — силикоз.Заключение
Ну вот и все, если вы дочитали до конца и немного вникли, то вы на шаг ближе к успеху. Надеюсь писал я не зря и пост понравился хоть кому-то. Спасибо за внимание.
Электроника НТБ — научно-технический журнал — Электроника НТБ
Борис Георгиевич, сейчас много говорят о проблеме отечественного кремния. Каково истинное положение с кремнием в нашей стране?Чтобы производство кремния было рентабельно, его нужно выпускать около 1000 тонн в год. Сегодняшняя же потребность России в кремнии для электроники – не более 50 тонн в год.
Вспомним, предприятия электроники в СССР когда-то потребляли в год около 500 тонн кремния. На соответствующем уровне – 500–600 тонн – было и его производство. Во всем же мире сегодня производят порядка 15 тысяч тонн в год, в основном в Японии, Германии и США.Поэтому производство кремния в России – это скорее политическая, нежели техническая проблема. При нынешнем уровне потребления его проще и дешевле купить за рубежом.
Но ведь были же в стране предприятия-производители кремния?
В технологической цепочке производства кремния основная проблема – получение поликристаллического кремния (поликремния), из которого затем выращивают монокристаллы. Поликремний получают из трихлорсилана (SiHCl3) особой чистоты. Но изготовление такого материала – отдельная проблема. Во времена СССР оно целиком было сосредоточено на Украине. Отметим, трихлорсилан – это массовый продукт, который нужен не только для производства кремния. Его используют и в химической промышленности для получения кремнийорганических соединений, красок, лаков и т.
д. После 1991 года производства чистого трихлорсилана в России не оказалось. Те 40–50 т монокристаллического кремния в год, которые мы потребляем сегодня, делаются из поликремния, покупаемого за рубежом, в том числе – из еще сохранившихся на Украине остатков. В то же время Подольский химико-металлургический завод выпускает около 100 т монокристаллического кремния в год – но из давальческого сырья. У нас дешевле рабочая сила, пока дешевле и электроэнергия, поэтому Япония, Германия, ряд других стран поставляют нам поликремний и отходы производства монокристаллического кремния, из которых выращивают кремний для солнечной энергетики (требования к нему ниже, чем к электронному). Электронного же кремния производится очень мало.
Правда, сейчас на нескольких российских предприятиях, например в Новочебоксарске, производят трихлорсилан – но технического качества. Особо чистый SiHCl3 выпукают в недостаточном количестве.
Но ведь есть и другие “кремниевые” проекты.
Действительно, есть.
Пожалуй, самый серьезный – это проект Министерства атомной промышленности под Красноярском. В соответствии с ним в бывшем закрытом городе, который теперь называется Железногорск, планируют производить от 500 до 1000 т кремния в год. Но опять же все нужно начинать с нуля – и производство трихлорсилана, и технического кремния. По-моему, этот проект носит больше социальный, чем экономический характер. Кремний планируют производить по классической технологии – старой, используемой во всем мире.
А что такое классическая технология?
Если коротко: сначала получают технический кремний при взаимодействии кварцитов с углем и древесной щепой (восстановление кремния из SiO2). Технический кремний хлорируют, образуется трихлорсилан с неизбежными примесями. В ректификационных колоннах выделяют чистый трихлорсилан, при разложении которого получают поликремний. А из него уже выращивают монокристаллы, которые режут на пластины. Предела совершенству, конечно, нет, но на Западе технология отработана настолько, что выход чистого кремния близок к теоретически возможному.
Чем же плоха классическая технология?
Напомню, уровень рентабельности производства по классической технологии – примерно 1000 т в год. Наша же годовая потребность – всего 50–100 т. Значит, производимый кремний надо продавать. Но кто его купит? За рубежом сейчас проблемы с кремнием нет, рынок поделен.
Чтобы к нашему кремнию возник интерес за рубежом, он по качеству должен отвечать мировым стандартам и быть дешевле. На чем мы можем сыграть? На зарплате – это чисто временное явление. Значительную долю в себестоимости производства кремния составляет стоимость электроэнергии. Да, Железногорск снабжается дешевой электроэнергией Красноярской ГЭС – но дешевизна эта относительна и опять же временна. Работая по традиционной технологии, перегнать конкурентов (т.е. сделать дешевле) нельзя, догнать – большие сомнения. И, даже догнав, возникнет проблема реализации кремния.
Есть ли альтернативы традиционной технологии?
И альтернативы, и потенциал для их появления есть. Существует несколько научных школ.
Но их деятельность не востребована – по традиционной технологии в мире выпускают достаточно кремния и пока никто не заинтересован в ее замене. Россия же в этом смысле представляет собой чистый лист – у нас вообще нет производства поликремния. Поэтому нам имеет смысл сосредоточиться на принципиально новых технологиях. А такие есть. Только за последний год ко мне на экспертизу присылали 3–4 проекта. Некоторые из них интересны, например – разработанный в Новосибирске прямой метод восстановления SiO2 в плазме или другие проекты, позволяющие напрямую, минуя токсичные Cl2, HCl, SiHCl3, получать чистый кремний. Заслуживает внимания и проект , предложенный государственным научным институтом химии и технологии элементоорганических соединений (ГНИХТЭОС). Его суть – производить поликремний разложением силана, полученного из триэтоксилана, который образуется из технического кремния и этилового спирта.
А проект “Балтийской кремниевой долины”, за который ратует академик Прохоров?
Разговоры об этом проекте идут давно.
Предполагается организовать производство нескольких тысяч тонн кремния в год, что соизмеримо с объемами его мирового выпуска. Как всякий большой проект, он требует больших капитальных вложений и длительных сроков реализации. В то же время опытного производства кремния по предлагаемой технологии нет, поэтому невозможно оценить ни качество еще не произведенного кремния, ни экономическую эффективность метода.
А в чем идея?
С этим вопросом лучше обратиться к авторам проекта.
Какой путь вы считаете наиболее правильным?
На мой взгляд, чтобы обеспечить нужды отечественной микроэлектроники в монокристаллическом кремнии, а также для производства поликремния для солнечных батарей, следует использовать сохранившуюся в стране инфраструктуру. Существует Подольский химико-металлургический завод, выпускающий сегодня монокристаллический кремний из импортного поликремния. Его мощностей вполне достаточно, чтобы обеспечить потребности электроники России. В Новочебоксарске есть производство трихлорсилана.
Есть и проект, по которому планируется производить в Новочебоксарске не только особо чистый трихлорсилан, но и поликремний. Это позволит избежать транспортных расходов по перевозке экологически небезопасного трихлорсилана и рационально использовать побочные продукты, образующиеся при синтезе SiHCl3 и изготовлении поликремния. В результате Подольский химико-металлургический завод получит отечественный поликремний для выращивания монокристаллического кремния как для электроники, так и для солнечных батарей.
По-моему, Новочебоксарский проект – наиболее привлекательный из всех существующих, поскольку может быть организован не на пустом месте, а с использованием имеющейся инфраструктуры и квалифицированных кадров. Однако и он кардинально не решает вопрос о снижении себестоимости кремния. Выходом может быть разработка принципиально новой технологии, обеспечивающей рентабельность производства уже при небольших объемах выпуска продукции.
Такой технологией может стать прямой метод получения кремния восстановлением SiO2 в процессе SiO2+C ® Si+CO2.
Естественно, исходные вещества должны быть высокочистыми. В качестве восстановителя используют сажу, полученную разложением метана. С высокочистой сажей проблем нет, существует ее многотоннажное производство. Исходная же двуокись кремния требует дополнительной обработки. Кварцевый песок промывается, сушится в барабанных сушилках, перемалывается до размеров зерна 5–50 мкм, обрабатывается кислотами и водным раствором сульфомалеинового ангидрида и промывается дистиллированной водой. В результате содержание примеси в SiO2 не превышает 10-4. Отметим, залежи кварцевого песка чистотой 99,5% имеются в Рязанской и Пензенской областях.
Если не допустить загрязнения кремния в процессе восстановления SiO2 конструкционными материалами печи, можно добиться его чистоты 10-4. Существует проблема избытка углерода, который также вреден для кремния. Но его можно вывести, нагревая кремний в кислородной среде с образованием окиси углерода. Избыточный же кислород удаляется путем образования летучей моноокиси кремния.
А за рубежом метод прямого восстановления не используют?
Собственно, идея прямого восстановления не нова. Начиная с 1965 года зарегистрировано около 20 патентов – советских, российских и зарубежных. Но новый метод – это сокращение рабочих мест, это – перестройка инфраструктуры производства. А ради чего? Как известно, лучшее – враг хорошего. Без крайней нужды ничего менять не будут. В России же это возможно, потому что старых производств просто не стало.
Так есть ли перспективы у “российского” кремния?
Мы могли бы делать на кремнии бизнес. Потребности-то, с учетом солнечной энергетики, гигантские. Если мы заметно снизим его стоимость, то рано или поздно на рынок выйдем. Зарубежные фирмы не будут менять технологию – у них все хорошо. Чтобы наш кремний покупали, он при тех же параметрах должен быть как минимум на 30% дешевле.
Поэтому я убежден – нельзя ставить задачу кого-то догонять. Только обгонять. У нас нет сил догонять, нет ресурсов. Чтобы догнать, нужно строить гигантские заводы.
Поскольку в России не выпускается высокочистый поликремний, а организация его производства по традиционной технологии из трихлорсилана требует значительных финансовых затрат и рентабельна при объемах выпуска порядка 1000 т в год, именно “ прямой” метод получения высокочистого кремния позволит России наладить собственное экономически эффективное производство этого стратегического материала в промышленных масштабах.
С Б.Г.Грибовым беседовали Б.И.Казуров и И.В.Шахнович
Кремний металлический
Порошки:
Металлический порошок кремния 99,9999%
Кремний монокристаллический в порошке 99.99%, 70мкм
Кремний мультикристаллический, порошок, 99.98%, 50 мкм
Кремниевый порошок 99,9999% 20мкм
Порошок кремния КР00, 100-200мкм 99,9%
Кремний-железо металлический порошок 77%
Поликристаллический порошок кремния
Куски, гранулы:
Кремний Кр00 в кусках
Кремний в гранулах
Кремний высокой чистоты в кусках
Кремниевый скрап, лом, обрезки, обломки, осколки
Пластины:
Кремний монокристаллический, пластины, 99.
9999%
Кремниевые пластины
Пластины монокристаллического кремния 150 КДБ12 (100)0
Кремниевые пластины КДБ-10
Кремниевые пластины псевдоквадраты 125мм на 200мкм
Слитки:
Слитки монокристаллического кремния КБ5
Кремний монокристаллический в слитках 2Е4-Т БКДБ/0,3 ПРОТ
Кремний монокристаллический БМД-2Б ПР
Кремний монокристаллический КЭФ 20/0,1
Кремний монокристаллический ОС /А/ рт КЭФ 7,5/0,5-37,5
Кремний монокристаллический 2Г2 СЕ КЭФ 80-140/0,3
Слитки монокристаллического кремния 3А 2/КЦ/КДБ 0.3-76
Кремний цилиндры диаметр 150мм солнечного качества
Кремний слитки диаметр 200мм монокристаллический
Кремний слитки КСД-3Б
Кремний слитки 1А1м КДБ (0,5-6,0)-165,5
Кремний марка ЭКЭС 0,01-11А слитки
Квадратные заготовки и слитки кремния
Кремний моносилановый дырочный КМД 6Ба
Затравочные кристаллы кремния
Кремний слитки марка 1А2 МЦ УЭФ15/7,5-78,5
Кремний электронного типа 1А2мк цуп2 КЭФ 4,5/7.
5-76,2
Кремний полуцилиндры солнечного качества
Прутки, штабики кремния
Кремний полупроводниковый КПС-1
Поликристаллический кремний в виде цилиндрический стержней 99,9999%
Поликристаллический кремний квадратные заготовки
Сплавы кремния
Кремниевый резистивный сплав
Сплав кремний-хром-никель РС 3710 резистивный
Сплав кремний-вольфрам-хром-железо РС-1714
Всегда в наличии на складе в Москве различные виды кремния. Различные марки, чистота, формы. Быстрая доставка. У нас самый большой в России ассортимент видов металлического кремния: слитки, стержни, цилиндры, порошки, скрап, бой, обрезки, пот-скрап. Монокристаллический, поликристаллический, бестигельный, мультикремний. Солнечного, электронного и т.д. качества. Диаметр слитков, пластин от 1см до 20см, длина цилиндров от 3см до 30см. Чистота от технического до особо чистого. По фракционному составу порошков: это могут быть порошки от 1мкм до 400мкм.
Размер скрапа и боя кремния от 1см до 20см. Если вы не нашли нужный вам кремний обратитесь к нашим специалистам, они помогут. Ниже по ссылкам можно оставить отзывы о товаре и о компании
Условия и способ оплаты
Условия и способ доставки
Гарантия на товар
Возврат и обмен
Оставить отзыв о товаре
Акции, скидки, распродажа
Отправить заявку или заказать обратный звонок
Купить товар можно по номеру телефона: (495) 685-95-86 или по почте: [email protected]
Сертификаты
Специалисты компании
Справочник
Схема проезда
Кремнистый путь — ExpertOnline.kz
Бурное развитие силиконовой отрасли — от производства металлургического кремния до выпуска кремнийорганических соединений и получения различных сплавов — было несколько приторможено мировым кризисом. Но сегодня на мировых рынках вновь отмечается положительный тренд. И лидирующие в отрасли страны — Япония, Корея, Китай, Германия — стали наращивать объемы производства.
В СНГ кремниевая промышленность пока развивается осторожными темпами — здесь есть всего четыре завода по получению металлургического кремния. Но, по мнению аналитиков, лет через 5—7 на глобальном уровне начнется жесткая конкуренция по всем переделам в отрасли. Если мобилизоваться сейчас, еще можно «заскочить в последний вагон» и отвоевать свою долю глобального рынка. Казахстану, обладающему огромными запасами сырья, грех не использовать свой природный потенциал. И вот в республике заработал первый такого рода завод Silicium Kazakhstan, мощность первой очереди которого — 25 тыс. тонн в год. По проекту помимо металлургического кремния завод будет выпускать продукты, получаемые в процессе газоочистки: 1 тыс. тонн кремниевого шлака и 12 тыс. тонн кремниевой пыли в год. Последняя используется изготовителями стройматериалов и пока импортируется. К слову, цена кремниевой пыли — 400 долларов за тонну. Что же касается шлака — это хорошее сырье для удобрений, и опять-таки дополнительная прибыль.
«Стоит отметить перспективность завода для Казахстана с точки зрения возможности развития на базе выпускаемой продукции других производств, начиная от строительных материалов и заканчивая химией», — пояснил управляющий директор БРК Руслан Кидрисов. Строительство завода наполовину профинансировано Банком развития Казахстана. «Много проектов в ПФИИР, но мало проектов с максимальной новизной, как по качеству самого проекта, так и по продукции. То, что сегодня появился в Казахстане свой кремний, — это основа для дальнейшего развития кремниевой промышленности и в СНГ… Было много трудностей, но это всегда характерно для сложных проектов», — отмечает первый вице-министр индустрии и новых технологий РК Альберт Рау. Он добавляет, что теперь надо развивать и последующие переделы.
От пуска до выпуска
Идея выпуска в Казахстане поликристаллического металлургического кремния зародилась в 2006 году. Компания «Баско», как опосредованный владелец месторождений кварца, выступила основным инициатором проекта.
Группа компаний «Титан» предложила поставлять уголь, щепу — важнейшие компоненты шихты. Но самое главное, ThyssenKrupp Mannex — компания, занимающаяся металлургическими печами, согласилась участвовать в создании завода. Причем не просто как инвестор, но и обеспечить гарантированный сбыт продукции. Был заключен эксклюзивный контракт с ThyssenKrupp Metallurgie, которая взяла на себя обязательства в течение 10 лет полностью реализовывать продукцию завода. Понятно, что при отсутствии внутреннего потребления металлургического кремния главным условием запуска является гарантированный сбыт.
Три основных учредителя объединились и создали ТОО «Silicium Kazakhstan». Тогда было принято решение строить завод в Экибастузе, поскольку главная составляющая себестоимости — электроэнергия, которая должна быть достаточно дешевой, а в Экибастузе, как известно, стоят две крупнейшие ГРЭС в стране, с которыми можно было бы заключить долгосрочные контракты. Кроме того, в Павлодарской области на тот момент уже существовали ферросплавный и глиноземный комбинаты, которые могли быть партнерами по выпуску различных сплавов с использованием металлургического кремния.
Однако по ряду причин проект пришлось перенести под Караганду — ближе к источникам угля и кварца.
Три года назад рядом с площадкой, отведенной под индустриальный парк, начал строиться завод. 9 декабря 2008 года президент страны лично нажал на кнопку, приводящую в действие плавильные печи. Однако все этим и ограничилось, поскольку даже такой значительный старт не смог оградить производство от влияния кризиса. Цена на металлургический кремний упала на мировых рынках до 1300 евро за тонну. Учредители приняли решение продлить выпуск продукции до изменения ценовой конъюнктуры. «Два года кризиса и практически двукратный, по сравнению с докризисными ценами, спад на металлургический кремний сделали невыгодным производство данного продукта», — пояснил «Эксперту-Казахстан» гендиректор Silicium Kazakhstan Александр Сутягинский.
В эти два года на производственной площадке продолжались строительные, пусконаладочные работы. Шеф-монтаж, сопровождение проекта осуществляли немецкий производитель оборудования SMS DEMAG совместно с ThyssenKrupp Mannex.
С казахстанской стороны монтаж рудотермических печей производился карагандинскими специалистами из фирмы B-Construction. В самые пиковые моменты на площадке работало до 720 человек, кроме того, шли подготовительные работы на месторождениях жильного кварца «Актас» и «Акшокы-3» Улытауского района. К производственной площадке при поддержке бюджета проведена двухкилометровая железнодорожная ветка и линия электропередачи.
Сейчас цены на кремний на рынке поднялись до 2500 евро за тонну, учредители вложили средства, чтобы произвести первую плавку. И 9 ноября наконец состоялось это торжественное событие.
Укрепление основ
Как уже было сказано, первая очередь рассчитана на выпуск 25 тыс. тонн металлургического кремния в год. В работе на сегодняшний день задействована лишь одна из двух печей, поскольку оборудование пока обкатывается. Для отработки технологий, обучения казахстанских кадров приглашены специалисты из Иркутска, Запорожья, супервайзеры из Германии.
По мере получения практических навыков, стабилизации технологического процесса и, разумеется, улучшения мировой конъюнктуры будет происходить расширение производства.
Вторая печь практически готова. Осталось произвести специальную отделку для защиты поверхностей от возможных механических или физических повреждений. После ввода очереди мощность предприятия увеличится на 30 тыс. тонн в год. «Пуск следующей очереди уже обсужден с инвесторами. Пока, опираясь на стабильную динамику роста мирового рынка кремния, мы рассчитываем на то, что вторая очередь будет пущена уже в 2011 году», — делится планами г-н Сутягинский.
Однако не все так просто, и чтобы проект успешно функционировал, необходимо произвести несколько изменений. Это касается составляющих себестоимости продукции, в частности, снабжения электроэнергией и обеспечения высокого качества, а также финансовых вопросов.
В начале проекта по снабжению электроэнергией был заключен договор с компанией AES, потом он был приостановлен и возобновлен лишь в этом году, не без помощи правительства. Поскольку в себестоимости электроэнергия — это около 30% всех издержек, сейчас прорабатывается вопрос о снижении стоимости этой составляющей.
В Silicium Kazakhstan мечтают о создании собственного генерирующего источника. Но это в перспективе. «Сегодня компания работает в рамках действующего контракта, но, безусловно, необходимо продолжить переговоры с поставщиком либо искать другие альтернативы по поставкам. В свою очередь БРК инициировал вопрос о государственной поддержке проекта в части получения субсидий. Уже создана рабочая группа в Министерстве индустрии и новых технологий, которая, как мы надеемся, выработает необходимое решение», — пояснил управляющий директор БРК Руслан Кидрисов.
Не менее важным моментом является финансирование проекта. Изначально стоимость проекта оценивалась в 110 млн евро, но затем произошло его удорожание. Проект был профинансирован Deutsche Bank, БТА Банком и Банком развития Казахстана. Займы БРК предоставил на долгосрочной основе на строительство завода. БТА Банк профинансировал приобретение технологического оборудования в основном путем привлечения от немецкого Deutsche Bank AG финансирования под страховое покрытие экспортного кредитного агентства Германии Euler Hermes.
За уникальность структуры финансирования данная сделка БТА Банка была названа лучшей в 2006 году ведущими мировыми изданиями «Trade Finance» и «Global Trade Review». А в годы кризиса, при отсутствии производства, выплаты вознаграждения компанией Silicium Kazakhstan, с согласия кредиторов, были заморожены. Сегодня, разумеется, требуется пересмотр условий возврата кредитов.
«Сегодня кредиторами и компанией проводится работа по реструктуризации долга. К моменту выхода завода на определенную мощность и подтверждения качества продукции решение, я полагаю, будет готово», — высказывает свою точку зрения г-н Кидрисов. Кроме того, по его мнению, компании надо «более тесно поработать с ThyssenKrupp, чтобы подтвердить качество продукции и отработать вопросы поставок».
Чистота — залог успеха
Почему финансисты довольно охотно идут навстречу Silicium Kazakhstan? Потому что возникшее предприятие обладает действительно неплохим потенциалом. При первой плавке был получен отличный результат: экспресс-анализ показал 99,5% чистого Si.
Между тем на заводе предусмотрены две стадии технологического процесса — непосредственно выплавка технологического кремния и затем рафинирование его в ковшах — очистка от алюминиевых и кальциевых примесей. Это должно добавить еще пару десятых процента. От уровня чистоты будет зависеть цена реализации продукции и настроение кредиторов при реструктуризации займов.
Вообще карботермический процесс получения технически чистого кремния посредством восстановления оксида кремния рассчитан на получение среднего показателя в 98,5% Si. И то, что при первой плавке была достигнута цифра 99,5% кремния, по словам технологов, есть следствие «искусства», поскольку очень важно точно рассчитать состав шихты, а также углеродный баланс в печи. Чтобы добиться стабильности показателей, нужна слаженная работа снабженцев по поставке однородного сырья; лаборантов, тщательно проверяющих состав кварца в каждом пятом вагоне; и главного специалиста, который на основе этих данных рассчитывает загрузку печи.
В кремниевой промышленности самый трудный, наукоемкий, дорогостоящий путь — увеличение чистоты с порога примерно в 99,5%, до максимальной чистоты — 99,999999%.
Чем чище кремний, тем он дороже. Второй по распространению на планете элемент (кремний составляет 25% земной поверхности) проходит, как минимум, четыре фазы обработки, прежде чем стать полупроводниковым. Именно на этих этапах образуется добавленная стоимость кремния высокой чистоты, выше металлургической на один-два порядка. Металлургического кремния производят в мире около миллиона тонн ежегодно. Цена на кремний с чистотой 98,5—99,5% колеблется от 1,5 до 2,5 евро за килограмм. Поликремний уже стоит на порядок больше. И это кажется крайне привлекательным для Казахстана. «Наша задача — развиваться дальше. Мы считаем, что есть все возможности не только увеличить производство металлического кремния, но и наладить дальнейшие стадии переработки, чтобы получать поликремний», — говорит Сутягинский.
У немецких партнеров такой же настрой. Планируется, что в том же Парке индустриальных технологий, где стоит завод Silicium Kazakhstan, будет строиться первая гелиостанция и линия по сборке фотоэлементов, которой просто необходим свой поликремний.
«Я знаю, что в Германии поставлена задача к 2013 году сравнять стоимость строительства солнечной электростанции с тепловой. Гелиоэнергетика сегодня — растущий рынок», — отмечает Альберт Рау. С тем, что в стране должно быть высокотехнологичное кремниевое производство, несмотря на инвестиционную емкость таких проектов, согласны многие эксперты. В частности, Руслан Кидрисов заметил: «Получение поликремния, монокремния — намного более сложные производства. Но если наша страна хочет стать одним из мировых лидеров, надо развивать высокие переделы, а не ориентироваться только на продажу сырья или начального передела».
Свойства и использование металлического кремния
Металлический кремний — это серый блестящий полупроводящий металл, который используется для производства стали, солнечных элементов и микрочипов. Кремний — второй по распространенности элемент в земной коре (после кислорода) и восьмой по распространенности элемент во Вселенной. Почти 30 процентов веса земной коры приходится на кремний.
Элемент с атомным номером 14 естественным образом встречается в силикатных минералах, включая кремнезем, полевой шпат и слюду, которые являются основными компонентами обычных горных пород, таких как кварц и песчаник.Полуметалл (или металлоид) кремний обладает некоторыми свойствами как металлов, так и неметаллов.
Подобно воде — но в отличие от большинства металлов — кремний сжимается в жидком состоянии и расширяется при затвердевании. Он имеет относительно высокие температуры плавления и кипения, а при кристаллизации образует кубическую кристаллическую структуру алмаза. Решающим фактором для роли кремния как полупроводника и его использования в электронике является атомная структура элемента, которая включает четыре валентных электрона, которые позволяют кремнию легко связываться с другими элементами.
Недвижимость
- Атомный символ: Si
- Атомный номер: 14
- Категория элемента: Металлоид
- Плотность: 2,329 г / см3
- Точка плавления: 2577 ° F (1414 ° C)
- Точка кипения: 5909 ° F (3265 ° C)
- Твердость по шкале Мооса: 7
История
Шведскому химику Джонсу Якобу Берцерлиусу приписывают первое выделение кремния в 1823 году.
Берцерлиус достиг этого, нагревая металлический калий (который был выделен только десятилетием ранее) в тигле вместе с фторосиликатом калия.Получился аморфный кремний.
Однако для изготовления кристаллического кремния требовалось больше времени. Электролитический образец кристаллического кремния не будет изготовлен в ближайшие три десятилетия. Первое коммерческое использование кремния было в виде ферросилиция.
После модернизации сталелитейной промышленности Генри Бессемером в середине XIX века возник большой интерес к металлургии стали и исследованиям в области технологий производства стали. Ко времени первого промышленного производства ферросилиция в 1880-х годах важность кремния в улучшении пластичности чугуна и раскисления стали была достаточно хорошо понята.
Первоначально производство ферросилиция производилось в доменных печах путем восстановления кремнийсодержащих руд древесным углем, что привело к получению серебристого чугуна, ферросилиция с содержанием кремния до 20 процентов.
Развитие дуговых электропечей в начале 20 века позволило не только увеличить производство стали, но и увеличить производство ферросилиция. В 1903 году группа, специализирующаяся на производстве ферросплавов (Compagnie Generate d’Electrochimie), начала свою деятельность в Германии, Франции и Австрии, а в 1907 году был основан первый коммерческий кремниевый завод в США.
Сталеплавильное производство было не единственным применением кремниевых соединений, коммерчески доступным до конца XIX века. Для производства искусственных алмазов в 1890 году Эдвард Гудрич Ачесон нагрел силикат алюминия с порошкообразным коксом и случайно произвел карбид кремния (SiC).
Три года спустя Ачесон запатентовал свой метод производства и основал компанию Carborundum (в то время карборунд — общее название карбида кремния) с целью производства и продажи абразивных материалов.
К началу 20 века проводящие свойства карбида кремния также были реализованы, и это соединение использовалось в качестве детектора в первых корабельных радиоприемниках.
Патент на кремниевые детекторы на кристалле был выдан GW Пикарду в 1906 году.
В 1907 году был создан первый светоизлучающий диод (LED) путем подачи напряжения на кристалл карбида кремния. В течение 1930-х годов использование кремния росло с появлением новых химических продуктов, включая силаны и силиконы. Рост электроники за последнее столетие также был неразрывно связан с кремнием и его уникальными свойствами.
Хотя создание первых транзисторов — предшественников современных микрочипов — в 1940-х годах основывалось на германии, незадолго до того, как кремний вытеснил своего металлоидного собрата в качестве более прочного полупроводникового материала подложки. Bell Labs и Texas Instruments начали коммерческое производство кремниевых транзисторов в 1954 году.
Первые кремниевые интегральные схемы были сделаны в 1960-х, а к 1970-м были разработаны кремнийсодержащие процессоры. Учитывая, что полупроводниковые технологии на основе кремния составляют основу современной электроники и вычислительной техники, неудивительно, что мы называем центр активности этой отрасли «Кремниевой долиной».
‘
(Для подробного ознакомления с историей и развитием Кремниевой долины и технологий микрочипов я настоятельно рекомендую документальный фильм «Американский опыт» под названием «Кремниевая долина». Вскоре после открытия первых транзисторов работа Bell Labs с кремнием привела к второму крупному прорыву в 1954 году: первому кремниевому фотоэлектрическому (солнечному) элементу.
До этого большинство считало невозможным использовать энергию Солнца для создания энергии на Земле. Но всего четыре года спустя, в 1958 году, первый спутник, работающий на кремниевых солнечных элементах, находился на орбите Земли.
К 1970-м годам коммерческое применение солнечных технологий переросло в наземные приложения, такие как освещение на морских нефтяных вышках и железнодорожных переездах. За последние два десятилетия использование солнечной энергии выросло в геометрической прогрессии. Сегодня кремниевые фотоэлектрические технологии составляют около 90 процентов мирового рынка солнечной энергии.
Производство
Большая часть очищаемого ежегодно кремния — около 80 процентов — производится в виде ферросилиция для использования в производстве чугуна и стали.Ферросилиций может содержать от 15 до 90 процентов кремния в зависимости от требований плавильного завода.
Сплав железа и кремния производится в электродуговой печи под флюсом методом восстановительной плавки. Богатая кремнеземом руда и источник углерода, такой как коксующийся уголь (металлургический уголь), измельчаются и загружаются в печь вместе с железным ломом.
При температурах выше 1900 ° C (3450 ° F) углерод вступает в реакцию с кислородом, присутствующим в руде, образуя газообразный монооксид углерода.Между тем оставшееся железо и кремний затем объединяются, образуя расплавленный ферросилиций, который можно собрать, постучав по основанию печи. После охлаждения и затвердевания ферросилиций можно транспортировать и использовать непосредственно в производстве чугуна и стали.
Тот же метод, без включения железа, используется для производства кремния металлургического сорта с чистотой более 99%. Металлургический кремний также используется при выплавке стали, а также при производстве алюминиевых литейных сплавов и силановых химикатов.
Металлургический кремний классифицируется по уровню примесей железа, алюминия и кальция, присутствующих в сплаве. Например, металлический кремний 553 содержит менее 0,5% каждого железа и алюминия и менее 0,3% кальция.
Ежегодно во всем мире производится около 8 миллионов метрических тонн ферросилиция, из которых около 70 процентов приходится на Китай. Крупные производители включают Erdos Metallurgy Group, Ningxia Rongsheng Ferroalloy, Group OM Materials и Elkem.
Дополнительно 2,6 миллиона метрических тонн металлургического кремния — или около 20 процентов от общего количества очищенного металлического кремния — производится ежегодно. На Китай, опять же, приходится около 80 процентов этой продукции.
Для многих сюрпризом является то, что кремниевые и электронные компоненты составляют лишь небольшую часть (менее двух процентов) всего производства очищенного кремния. Для перехода на металлический кремний солнечного качества (поликремний) чистота кремния должна увеличиться до 99,9999% (6N). Это делается одним из трех методов, наиболее распространенным из которых является процесс Сименс.
Процесс Сименс включает химическое осаждение из паровой фазы летучего газа, известного как трихлорсилан. При температуре 1150 ° ° C (2102 ° F) трихлорсилан продувается через затравку кремния высокой чистоты, установленную на конце стержня. Когда он проходит, кремний высокой чистоты из газа осаждается на затравке.
Реактор с псевдоожиженным слоем (FBR) и кремниевая технология улучшенной металлургической чистоты (UMG) также используются для повышения качества металла до поликремния, подходящего для фотоэлектрической промышленности.В 2013 году было произведено двести тридцать тысяч метрических тонн поликремния.
Ведущими производителями являются GCL Poly, Wacker-Chemie и OCI.
Наконец, чтобы сделать кремний для электроники подходящим для полупроводниковой промышленности и некоторых фотоэлектрических технологий, поликремний необходимо преобразовать в сверхчистый монокристаллический кремний с помощью процесса Чохральского. Для этого поликремний плавится в тигле при 1425 ° C (2597 ° F) в инертной атмосфере. Затем затравочный кристалл на стержне погружают в расплавленный металл, медленно вращают и удаляют, давая время кремнию для роста на затравочном материале.
Полученный продукт представляет собой стержень (или булю) из монокристаллического металлического кремния, чистота которого может достигать 99,999999999 (11N) процентов. Этот стержень может быть легирован бором или фосфором, если требуется, чтобы настроить квантово-механические свойства по мере необходимости. Монокристаллический стержень может быть доставлен клиентам как есть или разрезан на пластины и отполирован или текстурирован для конкретных пользователей.
Приложения
Ежегодно очищается примерно десять миллионов метрических тонн металлического ферросилиция и кремния, но большая часть кремния, используемого в коммерческих целях, на самом деле находится в форме минералов кремния, которые используются в производстве всего, от цемента, строительных растворов и керамики до стекла и других материалов. полимеры.
Как уже отмечалось, ферросилиций является наиболее часто используемой формой металлического кремния. С момента своего первого использования около 150 лет назад ферросилиций оставался важным раскислителем при производстве углеродистой и нержавеющей стали. Сегодня выплавка стали остается крупнейшим потребителем ферросилиция.
Однако у ферросилиция есть ряд применений, помимо сталеплавильного производства. Это предварительный сплав при производстве ферросилиция магния, нодулизатор, используемый для производства высокопрочного чугуна, а также во время процесса Pidgeon для рафинирования магния высокой чистоты.
Ферросилиций также может использоваться для производства жаропрочных и коррозионно-стойких сплавов на основе железа и кремния, а также кремнистой стали, которая используется в производстве электродвигателей и сердечников трансформаторов.
Металлургический кремний может использоваться в сталеплавильном производстве, а также в качестве легирующего агента при литье алюминия. Алюминиево-кремниевые (Al-Si) автомобильные детали легче и прочнее, чем компоненты, отлитые из чистого алюминия. Автомобильные детали, такие как блоки цилиндров и диски шин, являются одними из наиболее часто используемых литых алюминиево-кремниевых деталей.
Почти половина всего металлургического кремния используется в химической промышленности для производства коллоидного кремнезема (загуститель и осушитель), силанов (связующий агент) и силикона (герметики, клеи и смазки). Фотоэлектрический поликремний в основном используется в производстве поликремниевых солнечных элементов. Для производства одного мегаватта солнечных модулей необходимо около пяти тонн поликремния.
В настоящее время на солнечные технологии из поликремния приходится более половины всей солнечной энергии, производимой в мире, в то время как на технологии монокремния приходится примерно 35 процентов.В общей сложности 90 процентов солнечной энергии, используемой людьми, собирается с помощью кремниевых технологий.
Монокристаллический кремний также является важным полупроводниковым материалом в современной электронике. В качестве материала подложки, используемого при производстве полевых транзисторов (FET), светодиодов и интегральных схем, кремний можно найти практически во всех компьютерах, мобильных телефонах, планшетах, телевизорах, радиоприемниках и других современных устройствах связи. По оценкам, более одной трети всех электронных устройств содержат полупроводниковые технологии на основе кремния.
Наконец, твердый карбид кремния используется во множестве электронных и неэлектронных приложений, включая синтетические украшения, высокотемпературные полупроводники, твердую керамику, режущие инструменты, тормозные диски, абразивные материалы, бронежилеты и нагревательные элементы.
Источники:
Краткая история легирования стали и производства ферросплавов.
URL: http://www.urm-company.com/images/docs/steel-alloying-history.pdf
Holappa, Lauri, and Seppo Louhenkilpi.
О роли ферросплавов в сталеплавильном производстве. 9-13 июня 2013 г. Тринадцатый Международный конгресс ферросплавов. URL: http://www.pyrometallurgy.co.za/InfaconXIII/1083-Holappa.pdf
Металлический кремний| CRM Альянс
Металлический кремний (обозначение Si) в чистом виде представляет собой металлически блестящий металлоидный элемент серого цвета. Кремний металлургического класса известен как металлический кремний из-за его блестящего внешнего вида.
Кремний используется в основном в производстве силанов и силиконов, в качестве «отвердителя» или легирующего элемента для производства алюминиевых сплавов, а также в производстве микропроцессоров и солнечных элементов.
Кремний также используется как вторичная плавильная добавка при производстве фотонных устройств и промышленных огнеупоров.
Металлический кремний обычно получают путем плавки в электродуговых печах под флюсом, что является энергоемким процессом. Дальнейшая переработка материала для получения продуктов различных марок позволяет использовать его во многих промышленных процессах.
Промышленность инвестирует в НИОКР, а.о. для разработки дорогостоящего кремния, привязанного к фотоэлектрическому рынку, и в аккумуляторных приложениях.
Китай занимает доминирующее положение в производстве металлического кремния (61% от общего объема производства рафинированных металлов в среднем за период 2010-2014 гг., Данные BGS, 2016). Это производство не только намного превышает внутреннее потребление, но также намного превышает общий мировой спрос на металлический кремний. Производственные мощности Китая по кремнию достигли 4,6 млн тонн (источник CNIA).
Бразилия, Австралия, Южная Африка, Казахстан и Таиланд — это другие производители за пределами Европы, а также США.С.
В Европе странами-производителями являются Франция, Испания, Германия, Норвегия, Босния и Исландия.
В целом, ЕС является нетто-импортером металлического кремния.
Металлический кремний абсолютно необходим для производства алюминия и химической продукции, так как придает им необходимые свойства. От этого материала зависит широкий спектр современных технологий.
Металлический кремний не подлежит замене, и (чистый) кремний не подлежит переработке.
Экономическая важность кремния была продемонстрирована — в алюминиевом и химическом секторах, но также как важный материал в электронной и солнечной промышленности и многообещающий вклад в аккумуляторную батарею для увеличения емкости накопления энергии и, следовательно, срока службы батареи.
Отсутствие заменителей для широкого спектра конечных применений только увеличивает критичность этого материала.
В частности, ожидается, что Китай продолжит увеличивать свою долю рынка среди мировых производителей в следующие 5 лет, следуя той же тенденции, которая наблюдалась в последние годы.Эта тенденция может быть объяснена повторяющейся практикой демпинга, благоприятствующей избыточным производственным мощностям.
Ожидается, что в ближайшие годы рост рынка металлического кремния продолжится, что будет обусловлено повышенным спросом со стороны обычных потребителей алюминия и химической промышленности, быстрорастущей солнечной промышленностью и многообещающим рыночным спросом на батареи.
Нет равных условий между ЕС и его основными конкурирующими регионами с точки зрения политики в области энергетики, климата и окружающей среды.Европейские производители металлического кремния сталкиваются с жесткой и зачастую недобросовестной конкуренцией со стороны третьих стран.
Все еще существующее производство сырьевых товаров в Европе должно быть сохранено, если ЕС не хочет подвергать свои основные производственно-сбытовые цепочки и секторы полной зависимости от внешних поставок сырья.
— MMTA
14 Si 28,0855
См. Металлические нормы для кремния| Химический элемент | Кремний | Температура плавления ° C | 1410 |
| Химический символ | Si | Температура кипения, ° C | 2355 |
| Атомный номер | 14 | Плотность г / см 3 | 2.3 |
| Атомный вес | 28.0855 | Оксид | SiO2 |
Недвижимость
Кремний в сверхчистой кристаллической форме выглядит как сине-серое металлическое вещество, но эта форма редко встречается в природе, и кремний обычно появляется в природе в пыли, планетоидах, планетах и метеоритах в различных формах диоксида кремния (кремнезема), такие как кварц и другие силикаты (аметист, опал и яшма) или силикатные минералы, такие как группа полевого шпата, встречающаяся в глинах, песке, песчанике и граните.
После кислорода это второй по распространенности элемент в земной коре, составляющий 25,7% по массе.
Кремний принадлежит к 14 группе Периодической таблицы, наряду с другим очень важным элементом в природе — углеродом. Кремний — элемент, наиболее похожий на своего соседа, углерод, в том смысле, что он может образовывать множество сложных молекулярных цепочек, что порождает предположения в научной фантастике о том, что если мы столкнулись с внеземной жизнью, то кремний — наиболее вероятный элемент, из которого возникла жизнь. формы могут быть основаны, помимо углерода, который является строительным блоком жизни на этой планете.Кремний — очень полезный материал, поскольку он обладает способностью образовывать полупроводниковые кристаллы, что дает ему множество применений, что станет ясно. Еще один интересный факт: кремний в элементарной форме имеет такую же кристаллическую структуру, что и алмаз.
История
Кремнезем в форме острых кремней использовался на протяжении тысяч лет и был одним из первых инструментов, когда-либо сделанных людьми.
В форме песка кремнезем использовался древними цивилизациями для изготовления стекла. Лишь в 1800 году Хамфри Дэви обнаружил, что диоксид кремния на самом деле представляет собой соединение, а не элемент, но Дэви не смог восстановить его до составляющих элементов с помощью электролиза.Другие ученые пытались выделить кремний, но безуспешно, и поэтому заслуга в открытии кремния принадлежит шведу Йонсу Якобу Берцелиусу, который в 1824 году получил кремний путем нагревания фторсиликата калия с металлическим калием, что дало ему продукт, загрязненный силицидом калия. Чтобы устранить это загрязнение, он перемешал вещество с водой, с которой оно вступает в реакцию, давая ему относительно чистый порошок кремния, который он назвал кремнием. Позже это название было изменено на кремний, поскольку считалось, что это неметаллический элемент, который, следовательно, должен называться в соответствии с аналогичными неметаллами, такими как бор и углерод.
Источники
Производство кремния включает различные процессы для получения различных уровней чистоты.
Кремний стандартной металлургической чистоты с чистотой 98-99,5% кремнезем высокой чистоты реагирует с древесиной или древесным углем в электродуговой печи. Более чистый> 99,9% Si может быть извлечен непосредственно из кремнезема или других соединений кремния с помощью процесса электролиза расплавленных солей. Поликристаллический кремний с уровнем примесей менее 10-9 производится по технологии Сименс.Мировое производство оценивается USGS в 5 700 000 тонн в год (включая все формы кремния). Только по металлическому кремнию мировое производство составляет лишь часть указанной выше цифры — 1 750 000 тонн в год, где Китай производит 900 000 тонн металлического кремния в год, Россия — 500 000 тонн в год, а другие страны производят около 800 000 тонн в год. год.
Использует
Возможно, из-за обилия кремния, он имеет множество применений и бывает во многих формах.Новейшая область применения, возможно, с наибольшим потенциалом, — это поликристаллический кремний в форме пластин, используемый в качестве полупроводников для тонкопленочных солнечных элементов и фотоэлектрических элементов, для которых требуется чистота 4N5-8N.
Этот тип кремния также имеет перспективное развитие в общей области электроники, как полупроводники и силовые транзисторы в интегральных схемах / микрочипах (9N).
Поскольку кремний образует множество соединений, он является основным компонентом природного камня, стекла, бетона и цементов.55% мирового потребления кремния приходится на алюминиево-кремниевые (AlSi) сплавы для литых деталей, используемых в автомобильной промышленности. Кремний также является жизненно важным компонентом электротехнической стали, а также добавкой к расплавленному чугуну для образования феррокремния (FeSi). Наконец, кремний используется для образования силиконов, составляющих 40% мирового производства, которые используются для изготовления грудных имплантатов, а также для многих других целей.
Химическая промышленность потребляет 45% кремния, а алюминиевая промышленность — 52%, в то время как солнечная промышленность в настоящее время потребляет только 3%.В настоящее время Китай потребляет 250 000 тонн в год, который, по оценкам, вырастет до 700 000 тонн в год.
Кремний в некоторых случаях может быть заменен другими элементами, такими как арсенид галлия (GeAs) и германий (Ge) в полупроводниках и инфракрасных приложениях.
Список литературы
- Эмсли, Джон. Nature’s Building Blocks, A-Z Guide to the Elements, New Edition , Oxford University Press, 2011
- Грей, Теодор. Элементы, визуальное исследование каждого известного атома во Вселенной , Black Dog & Leventhal Publishers, Inc, NY, 2009
- Stwertka, Альберт. Руководство по элементам, 3-е издание , Oxford University Press, 2012
Кремний последний раз модифицирован: 24 июня 2016 г., MMTA
Металлический кремний| AMERICAN ELEMENTS ®
РАЗДЕЛ 1. ИДЕНТИФИКАЦИЯ
Название продукта: Silicon Metal
Номер продукта: Все применимые коды продуктов American Elements, например.грамм. SI-E-05 , SI-E-04 , SI-E-03 , SI-E-06 , SI-E-07 , SI-E-02
CAS #: 7440-21-3
Соответствующие установленные области применения вещества: Научные исследования и разработки
Информация о поставщике:
American Elements
10884 Weyburn Ave.
Los Анхелес, Калифорния
Тел .: +1 310-208-0551
Факс: +1 310-208-0351
Телефон экстренной связи:
Внутренний, Северная Америка: +1 800-424-9300
Международный: +1 703-527-3887
РАЗДЕЛ 2.ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТИ
Классификация вещества или смеси
Классификация в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1272/2008
Вещество не классифицируется как опасное для здоровья или окружающей среды в соответствии с Регламентом CLP.
Классификация в соответствии с Директивой 67/548 / EEC или Директивой 1999/45 / EC
N / A
Информация, касающаяся особых опасностей для человека и окружающей среды:
Данные отсутствуют
Опасности, не классифицированные иным образом
Данные отсутствуют
Элементы маркировки
Маркировка в соответствии с в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1272/2008
НЕТ
Пиктограммы опасности
НЕТ
Сигнальное слово
НЕТ
Формулировки опасности
НЕТ
Классификация WHMIS
Не контролируется
Система классификации
Рейтинги HMIS (шкала 0- 4)
(Система идентификации опасных материалов)
ЗДОРОВЬЕ
ПОЖАР
РЕАКТИВНОСТЬ
1
0
0
Здоровье (острые эффекты) = 1
Воспламеняемость = 0
Физическая опасность = 0
Другие опасности
Результаты оценки PBT и vPvB
PBT :
НЕТ
vPvB:
НЕТ
РАЗДЕЛ 3.
СОСТАВ / ИНФОРМАЦИЯ ОБ ИНГРЕДИЕНТАХ Вещества
Номер CAS / Название вещества:
7440-21-3 Кремний
Идентификационный номер (а):
Номер ЕС:
231-130-8
РАЗДЕЛ 4. МЕРЫ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ
Описание мер первой помощи
Общие сведения
Никаких специальных мер не требуется.
При вдыхании:
В случае жалоб обратитесь за медицинской помощью.
При попадании на кожу:
Обычно продукт не раздражает кожу.
При попадании в глаза:
Промыть открытый глаз под проточной водой в течение нескольких минут.Если симптомы не исчезнут, обратитесь к врачу.
При проглатывании:
Если симптомы не исчезнут, обратиться к врачу.
Информация для врача
Наиболее важные симптомы и воздействия, как острые, так и замедленные
Данные отсутствуют
Указание на необходимость немедленной медицинской помощи и специального лечения
Данные отсутствуют
РАЗДЕЛ 5. МЕРЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ
Средства пожаротушения
Подходящие средства пожаротушения
Двуокись углерода, порошок для тушения или водяная струя мелкого разбрызгивания.
Для тушения больших пожаров используйте водную струю или спиртоустойчивую пену.
Особые опасности, исходящие от вещества или смеси
При попадании этого продукта в огонь могут образоваться следующие вещества:
Оксид кремния
Рекомендации для пожарных
Защитное снаряжение:
Никаких специальных мер не требуется.
РАЗДЕЛ 6. МЕРЫ ПРИ СЛУЧАЙНОМ ВЫБРОСЕ
Меры личной безопасности, защитное снаряжение и порядок действий в чрезвычайной ситуации
Не требуется.
Меры по защите окружающей среды:
Не допускайте попадания материала в окружающую среду без официального разрешения.
Не допускайте попадания продукта в канализацию, канализацию или другие водоемы.
Не допускайте попадания материала в землю или почву.
Методы и материалы для локализации и очистки:
Подобрать механически.
Предотвращение вторичных опасностей:
Никаких специальных мер не требуется.
Ссылка на другие разделы
См. Раздел 7 для получения информации о безопасном обращении.
См. Раздел 8 для получения информации о средствах индивидуальной защиты.
См. Информацию об утилизации в Разделе 13.
РАЗДЕЛ 7. ОБРАЩЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ
Обращение
Меры предосторожности по безопасному обращению
Хранить контейнер плотно закрытым.
Хранить в сухом прохладном месте в плотно закрытой таре.
Информация о защите от взрывов и пожаров:
Никаких специальных мер не требуется.
Условия безопасного хранения с учетом несовместимости
Требования, предъявляемые к складским помещениям и таре:
Особых требований нет.
Информация о хранении в одном общем хранилище:
Данные отсутствуют
Дополнительная информация об условиях хранения:
Хранить тару плотно закрытой.
Хранить в прохладном, сухом месте в хорошо закрытой таре.
Специальное конечное использование
Данные отсутствуют
РАЗДЕЛ 8. КОНТРОЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ / ЛИЧНАЯ ЗАЩИТА
Дополнительная информация о конструкции технических систем:
Нет дополнительных данных; см.
раздел 7.
Параметры управления
Компоненты с предельными значениями, требующие контроля на рабочем месте:
7440-21-3 Кремний (100,0%)
PEL (США) Долгосрочное значение: 15 * 5 ** мг / м 3
* общая пыль ** вдыхаемая фракция
REL (США) Долгосрочное значение: 10 * 5 ** мг / м 3
* общая пыль ** вдыхаемая фракция
TLV (США) TLV отозвано
EL (Канада) Долгосрочное значение: 10 мг / м 3
EV (Канада) Долгосрочное значение: 10 мг / м 3
общая пыль
Дополнительная информация:
Нет данных
Контроль воздействия
Средства индивидуальной защиты
Соблюдайте стандартные меры защиты и гигиенические методы обращения с химическими веществами.
Поддерживайте эргономичную рабочую среду.
Дыхательное оборудование:
Не требуется.
Защита рук:
Не требуется.
Время проницаемости материала перчаток (в минутах)
Данные отсутствуют
Защита глаз:
Защитные очки
Защита тела:
Защитная рабочая одежда.
РАЗДЕЛ 9. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Информация об основных физических и химических свойствах
Внешний вид:
Форма: Твердое вещество в различных формах
Цвет: Нет данных
Запах: Без запаха
Порог запаха: Нет данных.
pH: N / A
Точка плавления / интервал плавления: 1423 ° C (2593 ° F)
Точка кипения / интервал кипения: 2355 ° C (4271 ° F)
Температура сублимации / начало: данные отсутствуют
Воспламеняемость (твердое, газ)
Нет данных.
Температура возгорания: данные отсутствуют
Температура разложения: данные отсутствуют
Самовоспламенение: данные отсутствуют.
Взрывоопасность: данные отсутствуют.
Пределы взрываемости:
Нижняя: данные отсутствуют
Верхние: данные отсутствуют
Давление пара: нет данных
Плотность при 20 ° C (68 ° F): 2.33 г / см 3 (19,444 фунта / галлон)
Относительная плотность
Данные отсутствуют.
Плотность пара
Н / Д
Скорость испарения
Н / Д
Растворимость в воде (H 2 O): данные отсутствуют
Коэффициент распределения (н-октанол / вода): данные отсутствуют.
Вязкость:
Динамическая: Нет
Кинематическая:
Другая информация
Данные отсутствуют
РАЗДЕЛ 10. СТАБИЛЬНОСТЬ И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ
Реакционная способность
Данные отсутствуют
Химическая стабильность
Стабилен при рекомендуемых условиях хранения.
Термическое разложение / условия, которых следует избегать:
Разложение не происходит при использовании и хранении в соответствии со спецификациями.
Возможность опасных реакций
Опасные реакции неизвестны
Условия, которых следует избегать
Данные отсутствуют
Несовместимые материалы:
Окислители
Данные отсутствуют
Опасные продукты разложения:
Оксид кремния
РАЗДЕЛ 11. ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ о токсикологии
эффекты
Острая токсичность:
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит данные об острой токсичности для компонентов этого продукта.
Значения LD / LC50, относящиеся к классификации:
LD50 при пероральном приеме 3160 мг / кг (крыса)
Раздражение или разъедание кожи:
Не вызывает раздражения.
Раздражение или разъедание глаз:
Не оказывает раздражающего действия.
Сенсибилизация:
Сенсибилизирующие эффекты неизвестны.
Мутагенность зародышевой клетки:
Эффекты неизвестны.
Канцерогенность:
Нет данных о классификации канцерогенных свойств этого материала от EPA, IARC, NTP, OSHA или ACGIH.
Репродуктивная токсичность:
Эффекты неизвестны.
Специфическая системная токсичность, поражающая отдельные органы-мишени — многократное воздействие:
Эффекты неизвестны.
Специфическая системная токсичность, поражающая отдельные органы-мишени — однократное воздействие:
Эффекты неизвестны.
Опасность при вдыхании:
Воздействие неизвестно.
От подострой до хронической токсичности:
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит данные о токсичности при многократных дозах этого вещества.
Дополнительная токсикологическая информация:
Насколько нам известно, острая и хроническая токсичность этого вещества полностью не изучена.
РАЗДЕЛ 12. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Токсичность
Водная токсичность:
Нет данных
Стойкость и разлагаемость
Нет данных
Потенциал биоаккумуляции
Нет данных
Мобильность в почве
Нет данных
Дополнительная экологическая информация:
допускать попадание материала в окружающую среду без официальных разрешений.
Не допускайте попадания неразбавленного продукта или больших количеств в грунтовые воды, водоемы или канализацию.
Избегать попадания в окружающую среду.
Результаты оценки PBT и vPvB
PBT:
N / A
vPvB:
N / A
Другие побочные эффекты
Данные отсутствуют
РАЗДЕЛ 13. УТИЛИЗАЦИЯ
Методы обращения с отходами
Рекомендация
Чтобы убедиться, что правильная утилизация.
Неочищенная тара:
Рекомендация:
Утилизация должна производиться в соответствии с официальными предписаниями.
РАЗДЕЛ 14. ИНФОРМАЦИЯ ПО ТРАНСПОРТИРОВКЕ
Номер ООН
DOT, ADN, IMDG, IATA
НЕТ
Собственное транспортное наименование ООН
DOT, ADN, IMDG, IATA
НЕТ
Класс (ы) опасности при транспортировке
DOT, ADR, ADN, IMDG, IATA
Class
N / A
Группа упаковки
DOT, IMDG, IATA
N / A
Опасность для окружающей среды:
N / A
Особые меры предосторожности для пользователя
N / A
Транспортировка навалом согласно согласно Приложению II к MARPOL73 / 78 и Кодексу IBC
N / A
Транспортировка / Дополнительная информация:
DOT
Морской загрязнитель (DOT):
Нет
РАЗДЕЛ 15.
НОРМАТИВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ Нормативы / законодательство по безопасности, охране здоровья и окружающей среды, относящиеся к веществу или смеси
Национальные нормативные акты
Все компоненты этого продукта перечислены в Реестре химических веществ Закона о контроле за токсичными веществами Агентства по охране окружающей среды США.
Все компоненты этого продукта занесены в Канадский список веществ, предназначенных для домашнего использования (DSL).
SARA Раздел 313 (списки конкретных токсичных химикатов)
Вещество не указано.
Предложение 65 штата Калифорния
Предложение 65 — Химические вещества, вызывающие рак
Вещество не включено в список.
Правило 65 — Токсичность для развития
Вещество не указано.
Предложение 65 — Токсичность для развития, женщины
Вещество не указано.
Предложение 65 — Токсичность для развития, мужчины
Вещество не указано.
Информация об ограничении использования:
Для использования только технически квалифицированными специалистами.
Другие постановления, ограничения и запретительные постановления
Вещество, вызывающее особую озабоченность (SVHC) в соответствии с Регламентом REACH (EC) № 1907/2006.
Вещества нет в списке.
Должны соблюдаться условия ограничений в соответствии со Статьей 67 и Приложением XVII Регламента (ЕС) № 1907/2006 (REACH) для производства, размещения на рынке и использования.
Вещества нет в списке.
Приложение XIV Правил REACH (требуется разрешение на использование)
Вещество не указано.
REACH — Предварительно зарегистрированные вещества
Вещество внесено в список
РАЗДЕЛ 16. ПРОЧАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Паспорт безопасности в соответствии с Регламентом (ЕС) №1907/2006 (REACH). Вышеупомянутая информация считается правильной, но не претендует на исчерпывающую информацию и должна использоваться только в качестве руководства. Информация в этом документе основана на текущем уровне наших знаний и применима к продукту с учетом соответствующих мер безопасности.
Это не является гарантией свойств продукта. American Elements не несет ответственности за любой ущерб, возникший в результате обращения или контакта с вышеуказанным продуктом. Дополнительные условия продажи см. На обратной стороне счета или упаковочного листа.АВТОРСКОЕ ПРАВО 1997-2018 AMERICAN ELEMENTS. ЛИЦЕНЗИОННЫМ ДАННЫМ РАЗРЕШЕНО ИЗГОТОВЛЕНИЕ НЕОГРАНИЧЕННЫХ КОПИЙ БУМАГИ ТОЛЬКО ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.
Кремний (Si) — химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду
Кремний
Кремний — самый распространенный электроположительный элемент в земной коре. Это металлоид с заметным металлическим блеском и очень хрупкий. Обычно он четырехвалентен в своих соединениях, хотя иногда бывает двухвалентным, и по своему химическому поведению он является чисто электроположительным.Кроме того, также известны пентакоординированные и гексакоординированные соединения кремния.
Природный кремний содержит 92,2% изотопа 28, 4,7% кремния 29 и 3,1% кремния 30.
Помимо этих стабильных природных изотопов, известны различные радиационные искусственные изотопы. Элементный кремний имеет физические свойства металлоидов, подобных тем, что находится под ним в группе IV периодической таблицы, или германии. Кремний является внутренним полупроводником в чистом виде, хотя интенсивность его полупроводимости значительно увеличивается за счет введения небольших количеств примесей.Кремний похож на металлы по своим химическим свойствам.
Он почти такой же электроположительный, как олово, и гораздо более положительный, чем германий или свинец. В соответствии с этим металлическим характером он образует тетраположительные ионы и различные ковалентные соединения; он появляется как отрицательный ион только в некоторых силицидах и как положительный компонент оксикислот или комплексных анионов.
Он образует различные серии гидридов, различные галогениды (многие из которых содержат кремний-кремниевые связи) и многие серии соединений, содержащих кислород, которые могут иметь ионные или ковалентные свойства.
Приложения
Кремний является основным компонентом стекла, цемента, керамики, большинства полупроводниковых устройств и силиконов, причем последний представляет собой пластичное вещество, которое часто путают с кремнием. Кремний также является важным компонентом некоторых сталей и основным ингредиентом кирпичей. Это тугоплавкий материал, используемый для изготовления эмалей и гончарных изделий.
Элементарный кремний-неочищенный кремний и его интерметаллические соединения используются в качестве интегралов сплава, чтобы обеспечить большую стойкость к алюминию, магнию, меди и другим металлам.Металлургический кремний чистотой 98-99% используется в качестве сырья при производстве кремнийорганических и кремниевых смол, уплотнений и масел. Кремниевые чипы используются в интегральных схемах. В фотоэлементах для прямого преобразования солнечной энергии используются тонкие срезы простых кристаллов кремния электронного качества. Диоксид кремния используется в качестве сырья для производства элементарного кремния и карбида кремния.
Для изготовления пьезоэлектрических стекол используются большие кристаллы кремния. Плавленые кварцевые пески превращаются в силиконовые стекла, которые используются в лабораториях и на химических предприятиях, а также в электроизоляторах.Коллоидная дисперсия кремния в воде используется как покрывающий агент и как ингредиент для некоторых эмалей.
Известно, что кремний образует соединения с 64 из 96 стабильных элементов и, возможно, образует силициды с другими 18 элементами. Помимо силицидов металлов, которые в больших количествах используются в металлургии, он образует важные широко используемые соединения с водородом, углеродом, галогенами, азотом, кислородом и серой. Кроме того, много полезных кремнийорганических побочных продуктов.
Кремний в окружающей среде
Кремний содержится во многих формах диоксида и в бесчисленных вариациях по сравнению с природными силикатами.
Кремния гораздо больше, чем любого другого элемента, кроме кислорода. Он составляет 27,72% твердой земной коры, при этом кислород составляет 46,6%, а следующий элемент после кремния, алюминий, содержится в 8,13%.
В качестве источника кремния, производимого в промышленных масштабах, используется песок. Добывают несколько силикатных минералов, например тальк и слюда. Другие добываемые силикаты — это полевой шпат, нефенил, оливин, вермикулит, перлит, каолинит и т. Д. С другой стороны, существуют формы кремнезема, настолько редкие, что они желательны только по этой причине: опал из драгоценных камней, агат и горный хрусталь.
Кремний не концентрируется ни в одном конкретном органе тела, но обнаруживается в основном в соединительных тканях и коже. Кремний нетоксичен как элемент и во всех его природных формах, например, кремнезем и силикаты, которые являются наиболее распространенными.
Элементарный кремний — инертный материал, который, по-видимому, не обладает свойством вызывать фиброз в легочной ткани. Однако сообщалось о незначительных поражениях легких у лабораторных животных в результате интратрахеальных инъекций кремниевой пыли. Кремниевая пыль оказывает незначительное неблагоприятное воздействие на легкие и, по-видимому, не вызывает серьезных органических заболеваний или токсических эффектов, если уровень воздействия не превышает пределов воздействия.
Кремний может вызывать хронические респираторные заболевания. Кристаллический кремнезем (диоксид кремния) представляет серьезную опасность для органов дыхания. Однако вероятность образования кристаллического кремнезема во время нормальной обработки очень мала. LD50 (перорально) — 3160 мг / кг. (LD50: Смертельная доза 50. Разовая доза вещества, вызывающая смерть 50% популяции животных от воздействия вещества любым путем, кроме ингаляции. Обычно выражается в миллиграммах или граммах вещества на килограмм веса животного.)
Кремний кристаллический при контакте вызывает раздражение кожи и глаз.Вдыхание вызывает раздражение легких и слизистой оболочки. Раздражение глаз вызовет слезотечение и покраснение. Покраснение, шелушение и зуд — признаки воспаления кожи.
Рак легких связан с профессиональным воздействием кристаллического кремнезема, особенно кварца и кристобалита. Отношения экспозиции ответ было сообщено в исследованиях шахтеров, диатомовые рабочих земными, гранитные рабочие, рабочие керамики, огнеупоров рабочих кирпича и других работников
Несколько эпидемиологических исследований выявили статистически значительное число случаев смерти или случаев иммунологических расстройств и аутоиммунный заболевания рабочих, подвергшихся воздействию кремнезема.
Эти заболевания и расстройства включают склеродермию, ревматоидный артрит, системную красную волчанку и саркоидоз.
Недавние эпидемиологические исследования показали статистически значимую связь профессионального воздействия кристаллического кремнезема с почечными заболеваниями и субклиническими изменениями почек
Кристаллический кремнезем может влиять на иммунную систему, приводя к микобактериальным инфекциям (туберкулезным и нетуберкулезным) или грибковым заболеваниям, особенно у рабочих с силикозом
Профессиональное воздействие дышащего кристаллического кремнезема связано с бронхитом, хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) и эмфиземой.Некоторые эпидемиологические исследования показывают, что эти последствия для здоровья могут быть менее частыми или отсутствовать у некурящих.
О негативном воздействии на окружающую среду не сообщалось.
А теперь загляните на нашу страницу о кремнии и воде!
Источники периодической таблицы
Вернуться к периодической таблице элементов.
Кремний | Коалиция по образованию в области полезных ископаемых
Вернуться к Периодической таблицеГод открытия
1824
обнаружил
Йонс Якоб Берцелиус из Швеции
Биологический рейтинг
Не нужно для жизни.
Описание
Кремний, названный от латинского слова, означающего «кремень», представляет собой блестящее сине-серое металлическое вещество. Он выглядит как металл, но по другим характеристикам он скорее неметаллический, чем металлический. Это второй по распространенности элемент в земной коре, в основном в форме кремнезема (SiO2). Чистый кремний никогда не встречается в природе. Кремний, как и его соседний углерод, является очень полезным элементом.
Он используется в металлических сплавах, особенно с алюминием, сталью, медью и никелем.Он также используется в силиконовых полимерах и смазках. Силикатные соединения используются в производстве стекла. Чистый кремний — отличный полупроводник, который широко используется в интегральных схемах и других электрических компонентах. Кремний также используется в качестве изолятора, в эмалях, керамике, лазерах и солнечных элементах, а также во многих других областях. Длительное вдыхание мелкодисперсной кремнеземной или силикатной пыли очень опасно и может вызвать серьезное заболевание легких.
Биологические преимущества
Кремний необходим для некоторых форм жизни.Диатомовые водоросли, некоторые губки и некоторые растения используют кремнезем (SiO2) в качестве структурного материала. Неизвестно, важно ли это для людей, но может быть необходимо для развития скелета и других структурных материалов, таких как кожа и ногти.
Роль в жизненных процессах
Неизвестно о пользе для жизненных процессов, но имеет некоторые медицинские преимущества.
Источники
Есть сотни кремнийсодержащих минералов, в том числе кварц, вероятно, второй по распространенности минерал на Земле.Кремний в основном получают из кварца, добыть который не намного сложнее, чем добывать песок. Кремний также получают из минералов слюды и талька.
Вернуться к Периодической таблицеПоставщики кремниевого металла
КРЕМНИЙ МЕТАЛЛ
Кремний Металл известен как полуметалл или металлоид, обладающий некоторыми характеристиками металлов.Это второй по распространенности элемент в земной коре после кислорода, встречающийся в природе в различных формах диоксида кремния или силикатов и очень редко в чистом виде в вулканических выбросах. Название происходит от латинского Silicus, что означает кремень.
Кремний может быть найден в форме песка, кварца, горного хрусталя, аметиста, агата, кремня и опала в виде оксида.
Гранит, асбест, полевой шпат, глина, слюда — лишь некоторые примеры многочисленных силикатных материалов.Кремний имеется в большом количестве, его относительно легко добывать, и он является одним из самых полезных элементов для человека.
СВОЙСТВА КРЕМНИЯ МЕТАЛЛА
Металлургический кремний в большинстве своем используется в качестве легирующего агента в алюминиевой промышленности из-за его способности повышать прочность алюминия. Спрос со стороны алюминиевой промышленности неуклонно рос в последние годы из-за более широкого использования алюминия в строительстве, производстве самолетов и автомобилестроении.Алюминиевые сплавы легче и устойчивее к коррозии, чем углеродистая сталь, и могут быть получены путем добавления металлов, таких как медь, цинк, магний, марганец, а также кремний.
ПРОИЗВОДСТВО КРЕМНИЯ МЕТАЛЛА
Металлургический кремний в промышленных масштабах получают путем карботермической реакции кремнезема (кварца) в электродуговой печи с использованием угольных электродов, где температура в основной зоне реакции превышает 1800 ° C.
Промышленно производимый металлический кремний металлургического сорта обычно имеет чистоту Si 98% и, в частности, производится в Китае, России, Бразилии, Норвегии, Южной Африке и США.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРЕМНИЯ МЕТАЛЛА
Добавление металлического кремния к алюминиевым сплавам делает их прочными и легкими. В результате они все чаще используются в автомобильной промышленности для замены более тяжелых чугунных компонентов. Это позволяет снизить вес, снизить расход топлива, повысить эффективность и, как следствие, принести пользу окружающей среде за счет снижения выбросов парниковых газов и сохранения ископаемых видов топлива.
Растет спрос на металлический кремний, используемый в производстве солнечных панелей, что в настоящее время является динамично развивающейся отраслью. Полимеры на основе кремния также используются в качестве альтернативы продуктам на основе углеводородов.
Они могут появляться во многих повседневных продуктах, таких как смазки, смазки, смолы, средства для кожи и волос. Другим распространенным применением кремния являются кремниевые чипы, изготовленные из полупроводникового кремния, которые используются во многих повседневных электронных устройствах.
(Si) Атомный номер 14
Химический анализ
| Стандартный материал | % |
| Si | 98.5% мин. |
| Al | 0,4% макс. |
| Fe | 0,4% макс. |
| Ca | 0,1% макс. ➤
|