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REFINO DE SILÍCIO PARA A INDÚSTRIA QUÍMICA

REFINO DE SILÍCIO PARA A INDÚSTRIA QUÍMICA

Authorship

NETO, JOÃO BATISTA FERREIRA; NOGUEIRA, PAULO DE FREITAS; RODRIGUES, DANIEL

NETO, JOÃO BATISTA FERREIRA

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NOGUEIRA, PAULO DE FREITAS

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RODRIGUES, DANIEL

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DOI

10.5151/2594-5327-C00643

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Abstract

Um dos principais usos de silício metálico atualmente é na produção de silanos, compostos intermediários para a produção de resinas de silicone. O desempenho do silício no reator químico depende dos teores de alumínio, ferro, cálcio, titânio e outros residuais. Não somente a adequação da composição química à faixa pretendida, mas também a reprodutibilidade entre vários lotes são fatores cruciais para a aceitação de um fornecedor. Este trabalho apresenta uma análise do refino de silício, baseada no equilíbrio entre o silício líquido e escórias de refino. Além disso, o impacto da viscosidade da escória na cinética do refino foi analisado em ensaios laboratoriais. Nesta análise foram utilizados os coeficientes de atividade raoultiana em solução diluída do cálcio e do alumínio (γCa e γAl) previamente determinados. O efeito do uso de fluxantes contendo Na₂O/K₂O e MgO foi analisado. O γ’Mg (0.232) e γ’Al∞ (≈-155) foram estimados a 1773 K. De acordo com os coeficientes estimados, o teor de Mg seria inferior a 200 ppm quando 10 % de MgO é adicionado a uma escória com 60 % SiO₂-22 %CaO-18 % Al₂O₃. Da mesma forma, o teor de Na máximo no silício seria 60 ppm com a adição de cerca de 10 % de Na₂O à seguinte escória: 50 % SiO₂-30 %CaO-20 %Al₂O₃. O uso de fluxantes aumentou a cinética do processo, permitindo a obtenção da composição objetivada. Resultados de aplicação de escórias sintéticas fluxadas pela presença de MgO e Na₂O no refino de silício em escala industrial são apresentados. Observou-se que maiores teores de Al no silício foram obtidos quando empregou-se o refino com escórias sintéticas em comparação ao refino promovido pela injeção de mistura gasosa oxidante. As diferenças obtidas entre a composição química objetivada e a obtida no silício após refino foi creditada à variação da composição química inicial do silício e à presença da escória proveniente do forno elétrico.

Um dos principais usos de silício metálico atualmente é na produção de silanos, compostos intermediários para a produção de resinas de silicone. O desempenho do silício no reator químico depende dos teores de alumínio, ferro, cálcio, titânio e outros residuais. Não somente a adequação da composição química à faixa pretendida, mas também a reprodutibilidade entre vários lotes são fatores cruciais para a aceitação de um fornecedor. Este trabalho apresenta uma análise do refino de silício, baseada no equilíbrio entre o silício líquido e escórias de refino. Além disso, o impacto da viscosidade da escória na cinética do refino foi analisado em ensaios laboratoriais. Nesta análise foram utilizados os coeficientes de atividade raoultiana em solução diluída do cálcio e do alumínio (γCa e γAl) previamente determinados. O efeito do uso de fluxantes contendo Na₂O/K₂O e MgO foi analisado. O γ’Mg (0.232) e γ’Al∞ (≈-155) foram estimados a 1773 K. De acordo com os coeficientes estimados, o teor de Mg seria inferior a 200 ppm quando 10 % de MgO é adicionado a uma escória com 60 % SiO₂-22 %CaO-18 % Al₂O₃. Da mesma forma, o teor de Na máximo no silício seria 60 ppm com a adição de cerca de 10 % de Na₂O à seguinte escória: 50 % SiO₂-30 %CaO-20 %Al₂O₃. O uso de fluxantes aumentou a cinética do processo, permitindo a obtenção da composição objetivada. Resultados de aplicação de escórias sintéticas fluxadas pela presença de MgO e Na₂O no refino de silício em escala industrial são apresentados. Observou-se que maiores teores de Al no silício foram obtidos quando empregou-se o refino com escórias sintéticas em comparação ao refino promovido pela injeção de mistura gasosa oxidante. As diferenças obtidas entre a composição química objetivada e a obtida no silício após refino foi creditada à variação da composição química inicial do silício e à presença da escória proveniente do forno elétrico.

Keywords

Refino de Silício, Silício Grau Químico

Refino de Silício, Silício Grau Químico