Šta je ferosilicij i kako se proizvodi?

Ferosilicijse proizvodi kroz akarbotermijska redukcijaproces, u kojem se silicijum dioksid (SiO₂) redukuje ugljenikom u prisustvu gvožđa da bi se formirala legura silicijum-gvožđe. Proizvodnja je energetski intenzivna i gotovo se isključivo odvija u zemljipotopljene elektrolučne peći (SAF). U nastavku je objašnjenje procesa korak po korak.

Glavne sirovine zaferosilicijumproizvodnja su:

• Izvor silicijevog dioksida– kvarc, kvarcit ili silicijumski šljunak, koji daju silicijum.
• Izvor ugljika– metalurški koks, ugalj ili drveni ugalj, koji deluje kao redukciono sredstvo.
• Izvor gvožđa– čelični otpad, mlinski kamenac ili željezna ruda, koja opskrbljuje željeznu komponentu.

Ovi materijali se pažljivo izvagaju u skladu sa željenim stepenom silicijuma (npr. 65%, 72% ili 75% Si), a zatim se temeljno miješaju kako bi se osigurao ujednačen sastav hrane.

Pomiješano punjenje se kontinuirano dovodi u apotopljena elektrolučna peć– velika, vatrostalna čelična školjka opremljena s tri grafitne ili Söderbergove elektrode koje su uronjene u materijal punjenja.

Kada električna struja visokog napona prođe između elektroda, stvara se intenzivan luk koji proizvodi temperature od2000 stepeni do 2500 stepeni. Ova toplota topi naboj i pokreće reakcije hemijske redukcije.

Osnovna reakcija tokom topljenja je:

SiO₂ + 2C → Si + 2CO

U ovoj reakciji:

• Ugljik iz koksa uklanja kisik iz silicijum dioksida.
• Elementarni silicijum se oslobađa i rastvara u rastopljenom gvožđu iz otpada ili mlinskog kamenca, formirajući leguru ferosilicijuma.
• Ugljični monoksid (CO) se stvara i izlazi iz peći kao nusproizvod.

Peć radi neprekidno, sa svježim punjenjem koji se dodaje s vrha, dok se rastopljena legura i šljaka nakupljaju na dnu.