Title

EQUILÍBRIO METAL/ESCÓRIA PARA REFINO DE SILÍCIO EM RELAÇÃO AS IMPUREZAS Ca E Al

EQUILÍBRIO METAL/ESCÓRIA PARA REFINO DE SILÍCIO EM RELAÇÃO AS IMPUREZAS Ca E Al

Authorship

NETO, JOÃO BATISTA FERREIRA; TAKANO, CYRO; PINTO, EDUARDO CAMARGO DE OLIVEIRA

NETO, JOÃO BATISTA FERREIRA

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TAKANO, CYRO

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PINTO, EDUARDO CAMARGO DE OLIVEIRA

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DOI

10.5151/2594-5327-50v4-15-36

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Abstract

A desenvolvimento de um modelo que permita a previsão da composição química a ser obtida no processo de refino do silício com gases oxidantes e/ou escórias sintéticas, e portanto o controle sobre esse processo, depende do conhecimento dos parâmetros termodinâmicos que determinam o equilíbrio entre o silício e a escória de refino, quer seja adicionada como agente de refino quer seja resultante da oxidação do silício com gases reativos. Desta forma estudou-se o comportamento do cálcio e do alumínio dissolvidos no silício em contato com escórias do sistema CaO · SiO₂ · Al₂O₃. Para tanto, foram acompanhadas, com o decorrer do tempo, as concentrações de Ca e Al de um silício contendo 0,11% de Al e praticamente isento de Ca, e as concentrações de CaO, SiO₂ e Al₂O₃ de três escórias. Foram utilizadas escórias de baixa, média e alta concentrações de Al₂O₃ (11,4%, 25,1% e 29,6%) com uma relação (%CaO/%SiO₂) aproximadamente igual a 0,55. Os ensaios foram realizados em forno de indução empregando cadinhos de grafita sob atmosfera de argônio à temperatura constante de 1550°C. Observou-se um equilíbrio localizado entre o silício e as escórias de baixa e média concentrações de Al₂O₃. Coeficientes de atividade para soluções diluídas de Al e Ca no silício (γᵃ e γᶜᵃ) foram estimados a partir dos resultados experimentais com os ensaios realizados com essas duas escórias. Os valores correspondentes a estes coeficientes mostraram uma razoável aproximação com aqueles propostos pela literatura. Foi observada a ocorrência de reações paralelas àquelas dos equilíbrios propostos, indicadas pela geração dos produtos SiO(g) e CO(g). Entretanto tais reações não corresponderam a alterações detectáveis na composição química das escórias de baixa e média %Al₂O₃, e aparentemente não prejudicaram a análise do equilíbrio localizado entre Ca e Al contidos no silício e as escórias.

A desenvolvimento de um modelo que permita a previsão da composição química a ser obtida no processo de refino do silício com gases oxidantes e/ou escórias sintéticas, e portanto o controle sobre esse processo, depende do conhecimento dos parâmetros termodinâmicos que determinam o equilíbrio entre o silício e a escória de refino, quer seja adicionada como agente de refino quer seja resultante da oxidação do silício com gases reativos. Desta forma estudou-se o comportamento do cálcio e do alumínio dissolvidos no silício em contato com escórias do sistema CaO · SiO₂ · Al₂O₃. Para tanto, foram acompanhadas, com o decorrer do tempo, as concentrações de Ca e Al de um silício contendo 0,11% de Al e praticamente isento de Ca, e as concentrações de CaO, SiO₂ e Al₂O₃ de três escórias. Foram utilizadas escórias de baixa, média e alta concentrações de Al₂O₃ (11,4%, 25,1% e 29,6%) com uma relação (%CaO/%SiO₂) aproximadamente igual a 0,55. Os ensaios foram realizados em forno de indução empregando cadinhos de grafita sob atmosfera de argônio à temperatura constante de 1550°C. Observou-se um equilíbrio localizado entre o silício e as escórias de baixa e média concentrações de Al₂O₃. Coeficientes de atividade para soluções diluídas de Al e Ca no silício (γᵃ e γᶜᵃ) foram estimados a partir dos resultados experimentais com os ensaios realizados com essas duas escórias. Os valores correspondentes a estes coeficientes mostraram uma razoável aproximação com aqueles propostos pela literatura. Foi observada a ocorrência de reações paralelas àquelas dos equilíbrios propostos, indicadas pela geração dos produtos SiO(g) e CO(g). Entretanto tais reações não corresponderam a alterações detectáveis na composição química das escórias de baixa e média %Al₂O₃, e aparentemente não prejudicaram a análise do equilíbrio localizado entre Ca e Al contidos no silício e as escórias.

Keywords

silício, refino, escória, cálcio, alumínio

silício, refino, escória, cálcio, alumínio