金屬硅，又稱(chēng)結(jié)晶硅或工業(yè)硅，其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑。金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品，
“金屬硅”（是上世紀(jì)六十年代中期出現(xiàn)的一個(gè)商品名稱(chēng)。它的出現(xiàn)與半導(dǎo)體行業(yè)的興起有關(guān)。國(guó)際通用作法是把商品硅分成金屬硅和半導(dǎo)體硅。金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品，主成分硅元素的含量在98%左右（含Si量99.99%的也包含在金屬硅內(nèi)），其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。半導(dǎo)體硅用于制作半導(dǎo)體器件的高純度金屬硅。是以多晶、單晶形態(tài)出售，前者價(jià)廉，后者價(jià)昂。因其用途不同而劃分為多種規(guī)格。
硅大量用于冶煉成硅鐵合金作鋼鐵工業(yè)中合金元素，在很多種金屬冶煉中作還原劑。硅還是鋁合金中的良好組元，絕大多數(shù)鑄造鋁合金都含有硅。通常按金屬硅成分所含的鐵、鋁、鈣三種主要雜質(zhì)的含量來(lái)分類(lèi)?？砂呀饘俟璺譃?53、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同的牌號(hào)。
工業(yè)上，金屬硅通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而制得。 化學(xué)反應(yīng)方程式： SiO2 + 2C → Si + 2CO 這樣制得的硅純度為97~98%，叫做金屬硅。再將它融化后重結(jié)晶，用酸除去雜質(zhì)，得到純度為99.7~99.8%的金屬硅。
金屬硅成分主要是硅，因此和硅具有相類(lèi)似的性質(zhì)。硅有無(wú)定形硅和晶形硅兩種同素異形體。無(wú)定形硅是灰黑色粉末，實(shí)際上也是一種微晶體。晶形硅具有金剛石的晶體結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體性質(zhì) ，熔點(diǎn) 1410℃ ，沸點(diǎn) 2355℃ ，莫氏硬度 7，性脆 。無(wú)定形硅化學(xué)性質(zhì)活潑，在氧氣中能劇烈燃燒。它在高溫下與鹵素、氮、碳等非金屬發(fā)生反應(yīng)，也能與鎂、鈣、鐵等金屬作用，生成硅化物。無(wú)定形硅幾乎不溶于包括氫氟酸在內(nèi)的所有無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸，但能溶于硝酸與氫氟酸的混合酸。濃氫氧化鈉溶液能溶解無(wú)定形硅，放出氫氣。晶形硅比較不活潑，即使在高溫下也不與氧氣化合，它也不溶于任何一種無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸，但可溶于硝酸和氫氟酸的混合酸以及濃氫氧化鈉溶液。
我們來(lái)看看金屬硅的生產(chǎn)過(guò)程
金屬硅生產(chǎn)采用碳熱法，即用硅石、碳質(zhì)還原劑在礦熱爐內(nèi)進(jìn)行冶煉的方法。這樣制得的硅純度為97%～98%，這樣的硅一般可以用在冶金用途。如果要得到更高品級(jí)的硅，則需再將其精煉除去雜質(zhì)，得到純度為99.7%～99.8%的金屬硅。
目前，中國(guó)生產(chǎn)金屬硅的碳熱法的生產(chǎn)工藝路線(xiàn)：普遍采用的是以硅石為原料，石油焦、木炭、木片、低灰煤等為還原劑，在礦熱電爐中高溫熔煉，從硅石中還原出金屬硅，其為無(wú)渣埋弧高溫熔煉過(guò)程。
因此，雖然金屬硅是從硅石中提煉出來(lái)的，但是并不是所有的硅石都適合制作金屬硅。我們?nèi)粘Ｋ?jiàn)的普通用砂并不是金屬硅的真正原料，而是上述所說(shuō)的工業(yè)生產(chǎn)所用到的石英砂，并且經(jīng)歷了多步反應(yīng)才完成從沙子到金屬硅的蛻變。
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