金屬硅的制備技術
金屬硅又可以稱為冶金硅、粗硅或工業(yè)硅，在晶體結構上金屬硅也是呈多晶狀態(tài)，純度約為98％～99％。它主要用做鋼鐵、等硅制品的添加劑，有少量(約2％左右)的金屬硅經(jīng)過進一步提純，制備成太陽能級和半導體級多晶硅。
金屬硅的原材料石英砂，是SiO：的一種形態(tài)。為了提高金屬硅的純度，降低生產成本，一般對金屬硅的原材料礦——石英礦有一定的純度要求，并不是所有的石英砂都能作為硅材料的原料。
制備金屬硅一般利用電弧爐，原料為純度在98％～99％左右的石英砂和焦炭或木炭。在2 000℃左右進行還原反應，可以生成金屬硅，其主要反應式為
SiO2 3C-----SiC 2C0 (3．8)
2SiC SiO2-----3Si 2C0 (3．9)
從式(3．8)和式(3．9)可知，除了生成硅之外，還會產生大量的CO有害氣體，它在空氣中和氧氣作用，會進一步生成大量的CO2,成為污染環(huán)境的有害氣體，如下式所示：
2C0 02----2C02 (3．10)
圖3．3所示為金屬硅制備的示意圖，從圖中可以看出，一般利用碳電極產生電弧，在高溫下產生熔體的硅，被收集后，是金屬硅。同時，在爐子的底部產生爐渣，在表面有CO2溢出。
金屬硅的制備相對耗能，也會產生空氣污染。因此，如何降低能耗以及如何減少CO2的排放量是目前研究的重點。另外，在選擇石英原料方面，如何使其具有盡可能少的B、P雜質，也是一個值得關注的問題。
