امروزه سیلیکون در بسیاری از صنایع کاربرد فراوان دارد و به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردی که دارد مورد استقبال قرار گرفته است. این فلز به دلیل ظاهر براقی که دارد به آن سیلیکون متال نیز می‌گویند. این ماده در سنگ و شن و ماسه به صورت ترکیب با اکسیژن (دی اکسید سیلیسیوم ) یا سیلیکات وجود دارد.
تولید سیلیکون فلزی یک تولید واکنشی است که در آن اکسیژن از بین می‌رود و سیلیکون باقی می‌ماند. در ادامه شما را با این فلز پرکاربرد و چگونگی تولید آن بیشتر آشنا می‌کنیم:
سیلیکون فلزی چیست؟
سیلیکون یا سیلیسیوم، عنصری شیمیایی است که نماد آن در جدول تناوبی Si در جدول تناوبی و عدد 14 می‌باشد. سیلیکون بعد از آلومینیوم دومین عنصر فراوان در پوسته زمین است. سیلیکون فلزی یا سیلیکون متال به عنوان سیلیکون کریستالی یا سیلیکون صنعتی به عنوان یک افزودنی در آلیاژهای غیر آهنی استفاده می‌شود.
سیلیکون یک فلز نیمه هادی است که در فرآوری فولاد و آلومینیوم، فرآوری فلزات و مواد معدنی و صنایع شیمیایی کاربردهای بسیاری دارد. اواخر قرن 21 و قرن جدید این عنصر را عصر دیجیتال نامیده‌اند؛ زیرا سیلیکون در صنعت مدرن نقش زیادی را ایفا کرده است.
تولید سیلیکون فلزی چگونه انجام می‌شود؟
فرآیند تولید سیلیکون فلزی شامل گرم کردن سیلیس و زغال کک به صورت غوطه ورشده در دمای بالا در قوس الکتریکی است. در این فرآیند واکنشی که به حرارت بالا نیاز دارد، اکسیژن می‌سوزد و از بین می‌رود و سیلیکون باقی می‌ماند که به نام فرآیند کاهشی شناخته شده است و طبق مراحل زیر انجام می‌شود:
• مواد اولیه (شن و تراشه و زغال سنگ ) را وزن می‌کنند و در قسمت بالایی در کوره قرار می‌دهند.
• مقدار مواد اولیه شامل 453 کیلوگرم شن و تراشه و 250 کیلوگرم زغال سنگ مورد نیاز است.
• جریان الکتریکی از طریق عبور از الکترودها، قوسی ایجاد می‌کند که همان قوس الکتریکی است.
• گرمای تولید شده توسط این قوس مواد را در دمای 4000 درجه فارنهایت ذوب می‌کند.
• مواد ذوب شده منجر به واکنش شن با کربن می‌شود که در نتیجه سیلیکون و مونو کربن تولید می‌شود.
• این فرآیند حدود 6 تا 8 ساعت طول می‌کشد و در طی این مدت کوره توسط مواد اولیه شارژ می‌شود.
• برای کاهش مقدار ناخالصی‌های کلسیم و آلومینیوم فلز مذاب شده را در معرض اکسیژن و هوا قرار می‌دهند.
• سپس سیلیکون‌ها را در جعبه‌های چوبی و یا گونی‌های بزرگ با وزن 3000 پوند بسته بندی می‌کنند.
• مواد اکسید شده (یا مواد سرباره ) را پس از خنک کردن وزن کرده و در انبار ذخیره می‌کنند و سپس با استفاده از دستگاه‌های خرد کن خرد می‌شوند.
• مرحله آخر فرآیند پالایش است که نیاز به هم زدن دارد و توسط هوای فشرده هم زده می‌شود که هدف آن کاهش از دست دادن گرما و روکش مایع سیلیکونی است.
• واکنش در حضور آهن و گوگرد و فسفر انجام می‌شود که منجر به تولید فروسیلیکون می‌گردد که از آن در صنعت آهن و فولاد بهره می‌گیرند.
کاربرد سیلیکون متال در صنایع مختلف
سیلیکون کاربردهای صنعتی گسترده‌ای دارد. برخی از کاربردهای بی‌شمار خانواده سیلیکون شامل موارد زیر می‌شود:
• کامپیوتر و الکترونیک
در کامپیوتر و تلفن همراه برای محافظت و عایق از مواد مبتنی بر سیلیکون مانند پلی کریستال در صفحات مدار آن‌ها استفاده می‌شود. در دستگاه‌های کپی و کیبورد استفاده فراوانی از مواد سیلیکونی می‌گردد. در مصارف پزشکی در لوله‌های دیالیز از این مواد به کار رفته است.
• منسوجات و محصولات خانگی
در بافت پارچه به عنوان ماده‌ای ضدآب، در مواد شوینده و در نرم کننده‌های پارچه و حلال‌ها برای بهبود قابلیت آن‌ها از سیلیکون استفاده شده است. در مواد آرایشی و بهداشتی مانند کرم‌های مرطوب‌کننده، واکس مو و دئودورانت از این ماده بهره گرفته شده است.
• اتومبیل و معماری
در مواد سازنده اتومبیل‌ها جهت محافظت از آب و هوای شدید و استرس عمومی از سیلیکون استفاده می‌کنند. در ساختمان‌ها فضای خارجی ضد آب و پوشش‌های قابل تنفس به دلیل وجود سیلیکون است.
سخن آخر
سیلیکون متال یا سیلیکون فلزی ماده ایست که در بسیاری از صنایع کاربرد فراوان دارد و در عصر جدید به نام عنصر دیجیتال شناخته شده است. شرکت آرون در زمینه خدمات مشاوره ای و طراحی به کارخانجات و معادن فعالت می کند. در صورت بروز هر گونه پرسش در زمینه ذغال سنگ و مواد کربنی، فروسیلیسیم و…. می توانید با شماره های درج شده تماس بگیرید.