Siliziummetall (PCC BakkiSilicon)

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Hersteller
PCC BakkiSilicon hf.
Chemischer Name
Siliziummetall
CAS-Nr.
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Siliziummetall wird, unter anderem, als Aluminium-Legierungsmittel eingesetzt, und auch in der chemischen Industrie für die Herstellung von Siloxanen und Silikonen verwendet. Siliziummetall kann auch als essenzielles Material in der Elektronik- und Solarindustrie eingesetzt werden (Silizium-Chips, Halbleiter, Solarmodule). Es kann die ohnehin nützlichen Eigenschaften von Aluminium, wie Vergießbarkeit, Härte und Festigkeit noch weiter verbessern. Durch Hinzufügen von Siliziummetall zu Aluminiumlegierungen werden diese leicht und stark. Somit werden sie immer häufiger in der Automobilindustrie eingesetzt. Sie werden verwendet, um schwerere Gusseisenteile zu ersetzen. Automobilteile wie Motorblöcke und Felgen sind die häufigsten Aluminium-Silizium-Gussteile.

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Eigenschaften und Anwendungen
  • Aluminium-Legierungsmittel (z. B. hochfeste Aluminiumlegierungen für die Automobilindustrie),
  • Herstellung von Siloxanen und Silikonen,
  • Primäres Eingangsmaterial in der Herstellung von Photovoltaikmodulen,
  • Herstellung von hochreinem EGS-Silizium,
  • Herstellung von synthetischer amorpher Kieselsäure,
  • Weitere industrielle Anwendungen.

Kategorien

Märkte und Anwendungen
Energiewirtschaft
Metallurgie / Metallbearbeitung

Funktion
Rohstoffe und Halbprodukte

Zusammensetzung
Silizium

Segment
Chloralkali, Rohstoffe und Halbprodukte

Alternative Namen
Siliziummetall, Silikon, Silicium-Metall

Hersteller: PCC BakkiSilicon hf.

PCC BakkiSilicon hf. mit Sitz in Island, befasst sich mit der Herstellung von Siliziummetall in einer der modernsten Produktionsanlagen der Welt, die hundertprozentig mit Geothermie betrieben wird.

PCC Gruppe

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Siliziummetall (CAS 7440-21-3) ist wegen seiner metallisch glänzenden Farbe allgemein als metallurgisches Silizium oder metallisches Silizium bekannt. In der Industrie wird es hauptsächlich als Aluminiumlegierung oder Halbleitermaterial verwendet.

Siliziummetall wird auch in der chemischen Industrie zur Herstellung von Siloxanen und Silikonen verwendet. Es gilt in vielen Regionen der Welt als strategischer Rohstoff.

Die wirtschaftliche und anwendungstechnische Bedeutung von Siliziummetall nimmt weltweit weiterhin zu. Ein Teil der Marktnachfrage nach diesem Rohstoff wird vom Hersteller und Vertreiber von Siliziummetall - PCC BakkiSilicon hf. - gedeckt, der im malerischen Island tätig ist.

Allgemeine Charakteristik von Siliziummetall

Silizium metall (von engl. silicon metal) wird auch metallisches Silizium, Siliziummetall, metallurgisches Silizium oder meist einfach nur Silizium genannt.

Silizium selbst ist das achthäufigste Element im Universum, aber auf der Erde ist es nur selten in reiner Form zu finden. Die amerikanische Organisation Chemical Abstracts Service (CAS) hat ihm die CAS-Nummer 7440-21-3 gegeben.

Eigenschaften von Siliziummetall

  • Siliciummetall in seiner reinen Form ist ein graues, glänzendes, metallisches Element ohne Geruch.
  • Sein Schmelzpunkt und Siedepunkt sind sehr hoch. Metallisches Silizium beginnt bei etwa 1410°C zu schmelzen. Der Siedepunkt liegt hier sogar noch höher bei etwa 2355°C.
  • Die Wasserlöslichkeit von Silizium-metall ist so gering, dass es in der Praxis als unlöslicher Rohstoff gilt.

Das vom Hersteller PCC BakkiSilicon angebotene Siliziummetall wird aus Quarzit (dem natürlich vorkommenden Mineral SiO2), Kohle und Holz hergestellt. Während des Produktionsprozesses wird Quarz (SiO2) durch Kohlenstoff (C) zu Siliziumkarbid (SiC) reduziert. Das Siliziumkarbid dient als Reduktionsmittel für den Rest des Quarzes, der im von den drei Elektroden erzeugten Lichtbogen nicht reagiert hat.

In der Anfangsphase des Prozesses erfolgt die Herstellung in zwei Widerstandslichtbogenöfen, in denen die Temperatur 2000°C erreicht. Für die Herstellung werden graphitierte Elektroden verwendet.

Der Gesamtenergieverbrauch der Öfen beträgt 25 MW. Weitere 4 MW werden für den Betrieb der Rauchgasreinigungsanlagen verbraucht.

Das Endergebnis des Prozesses ist ≥ 98,5% reines Siliziummetall.

Bei der Herstellung entsteht das Nebenprodukt Silikastaub, das mit Hilfe spezieller Sackfilter, mit denen das Werk in Island ausgestattet ist, aus den Rauchgasen abgeschieden wird. Dank dieser Art von Filtern wird der Staub aus der Luft, der während des Produktionsprozesses entsteht, fast vollständig entfernt.

Der überwiegende Teil des Rohmaterials wird in Siliziummetall umgewandelt, so dass bei der Herstellung nur wenige feste Nebenprodukte anfallen.  Ein kleiner Teil des Rohmaterials wird auch in Form von Schlacke gewonnen.

Es ist erwähnenswert, dass Silikastaub, das als Nebenprodukt bei der Herstellung von Siliziummetall anfällt, ein beliebter und weit verbreiteter Zusatzstoff für Beton und Mörtel ist. Es wird auch für die Herstellung verschiedener keramischer und feuerfester Produkte verwendet.

Siliziumstahl

Siliziumstahl, auch als laminierter Stahl oder Silizium-Elektrostahl bekannt, ist ein Material, das bei der Herstellung einiger magnetischer Kerne wie Rotoren in Transformatoren und Motoren verwendet wird.

Siliziumstahl ist auch ein wichtiges Material für die Energie-, Elektronik- und Rüstungsindustrie.

Nicht orientierter Elektrostahl enthält in der Regel 2% bis 3,5% Silizium. Es hat in allen Richtungen ähnliche magnetische Eigenschaften, was als Isotropie bezeichnet wird.

Stahl mit orientiertem Korn enthält in der Regel 3% Silizium und wird so verarbeitet, dass er ideale Eigenschaften in Walzrichtung aufweist.

Welche Eigenschaften hat Siliziumstahl?

  • Der Zusatz von Silizium verbessert die Magnetisierung des Stahls und seinen elektrischen Widerstand, der das Gegenteil der elektrischen Leitfähigkeit ist. Wenn dem Eisen Silizium zugesetzt wird, erhöht sich sein Widerstand etwa um das Fünffache.
  • Die isolierende Beschichtung, die häufig auf Stahlerzeugnisse aufgetragen wird, macht die Beschichtung der Stahlbleche von Kernen, z. B. bei Transformatoren, mit dielektrischem Material überflüssig. Der Zweck der Beschichtung ist es, die durch Wirbelstrominduktion im Kern verursachten Verluste auszugleichen.
  • Dank Siliziumstahl werden die Hystereseverluste, d. h. die Verzögerungen zwischen dem Moment, in dem ein Magnetfeld zum ersten Mal erzeugt oder an den Stahl angelegt wird, und dem Moment, in dem sich das Magnetfeld voll entfaltet, verbessert.
  • Siliziumstahl verzögert die Korrosion von Eisen.

Preis von Siliziummetall im Jahr 2022

Das Angebot an Siliziummetall aus inländischen Quellen und aus Einfuhren reicht nicht aus, um die weltweite industrielle Nachfrage vollständig zu decken. Siliziummetall gilt weltweit als knapper und kritischer Rohstoff.

Die Sicherung der Rohstoffversorgung des jeweiligen Landes basiert auf der Sicherstellung der Versorgung mit diesem Bodenschatz und der systematischen Sammlung von Wissen und Daten über den Reichtum der lokalen Vorkommen.

Laut dem Bericht mit dem Titel „Silicon Metal Market Size & Share Report, 2020-2027“ treibt vor allem die Aluminiumproduktion die Nachfrage nach Silizium metall an.

Die wachsende Nachfrage nach Silikonen (vor allem in Entwicklungsländern) könnte auch der Siliziummetallproduktion zugutekommen. Der asiatisch-pazifische Raum spielt in dieser Hinsicht eine wichtige Rolle, da er eine riesige Verarbeitungsbasis für Siliziummetall für verschiedene Industrien ist.

Die Nachfrage der europäischen Hersteller ist ebenfalls hoch, da Europa einer der wichtigsten Hersteller von Silikonen ist. Die COVID-19-Pandemie hat jedoch auf den nordamerikanischen Märkten deutliche Spuren hinterlassen. In dieser Region ist die Aluminiumindustrie zeitweise zusammengebrochen.

Silizium-metall, das für die Herstellung von Solarzellen verwendet wird, wird in den kommenden Jahren eine wichtige Rolle spielen, zum Beispiel in Saudi-Arabien, wo ein großes Photovoltaik-Projekt läuft. Das Projekt soll 2030 fertiggestellt werden. Es wird erwartet, dass diese und andere große Investitionen die weitere Entwicklung des Siliziummetallmarktes fördern werden.

Der Preis von Siliziummetall hängt von den Produktionskosten ab. Für die Herstellung von 1 Tonne Silizium werden etwa 6 Tonnen Rohstoff benötigt, darunter 2,7 Tonnen Quarz, 1,5 Tonnen Reduktionsmittel (aschearme Kohle oder Holzkohle) und 1,5 Tonnen Holz.

Ein weiterer wichtiger Faktor, von dem der Preis abhängt, ist die Energie. Der Preis pro Kilogramm Siliziummetall wird auch von den Kosten für andere Bestandteile wie Kohle, Quarz und Erdöl bestimmt.

Nach Angaben des Marktforschungsunternehmens PRNewswire hat der weltweite Markt für Siliziummetalle einen Wert von etwa 6,3 Milliarden Dollar. Bis 2027 wird ein Anstieg auf 8,9 Milliarden prognostiziert. Die im Jahr 2021 einsetzende Rohstoffkrise hat die Preise für Siliziummetalle um rund 300% ansteigen lassen.

Anwendungen von Siliziummetall

Die Analyse des Weltmarktes zeigt deutlich, dass die Bedeutung von Siliziummetall ständig zunimmt. In welchen Sektoren und Bereichen der Wirtschaft ist dieser Rohstoff also am meisten gefragt? Wofür wird er verwendet?

  • Metallurgisches Silizium kann bei der Stahlherstellung und als Legierungsmittel beim Aluminiumguss verwendet werden.

 Es ist erwähnenswert, dass Aluminium-Silizium-Autoteile leichter und fester sind als Gussteile aus reinem Aluminium. Autoteile wie Motorblöcke und Felgen sind die häufigsten Teile aus Aluminium-Silizium-Guss.

  • Fast die Hälfte des gesamten metallurgischen Siliziums wird von der chemischen Industrie zur Herstellung von mattiertem Siliziumdioxid (Verdickungs- und Trocknungsmittel), Silanen (Haftvermittler) und Silikon (Dicht-, Kleb- und Schmierstoffe) verwendet.
  • Polysilizium für die Photovoltaik wird hauptsächlich für die Herstellung von Solarzellen aus Polysilizium verwendet.

Für die Herstellung von Solarmodulen mit einer Leistung von einem Megawatt werden etwa fünf Tonnen Polysilizium benötigt.

Heute macht die Polysilizium-Solartechnologie mehr als die Hälfte der weltweit produzierten Solarenergie aus.

  • Monokristallines Silizium ist ein wichtiges Halbleitermaterial für die moderne Elektronik. Als Trägermaterial wird es bei der Herstellung von Feldeffekttransistoren (FETs), LEDs und integrierten Schaltungen verwendet.

Silizium ist in praktisch allen Computern, Mobiltelefonen, Tablets, Fernsehern, Radios und anderen modernen Kommunikationsgeräten zu finden.

Man schätzt, dass mehr als ein Drittel aller elektronischen Geräte Halbleitertechnologien auf Siliziumbasis enthalten.

  • Harte Siliziumkarbidlegierungen werden in einer Vielzahl von elektronischen und nichtelektronischen Anwendungen eingesetzt, darunter in synthetischem Schmuck, Hochtemperatur-Halbleitern, Hartkeramik, Schneidwerkzeugen, Bremsscheiben, Schleifmitteln, kugelsicheren Westen und Heizelementen.

Siliziummetall im Angebot der PCC-Gruppe

Die PCC-Gruppe bietet in ihrem umfangreichen Produktportfolio verschiedene Varianten von Silizium metall an. Im Produktkatalog ist dieses Produkt unter der CAS-Nummer 7440-21-3 leicht zu finden.

Der Hersteller von Siliziummetall PCC BakkiSilicon hf. ist in Island ansässig. Die Produktionskapazität des Werks beträgt etwa 32.000 Tonnen Siliziummetall pro Jahr. Es verfügt über eine der modernsten Produktionsanlagen der Welt. Wichtig ist, dass 100% der dort verwendeten Energie aus geothermischen Quellen stammt. Dank innovativer Lösungen gilt die Fabrik in Island als eine der umweltfreundlichsten. Durch die Nutzung der isländischen geothermischen Ressourcen zur Energiegewinnung werden die Treibhausgasemissionen um etwa zwei Drittel reduziert. Infolgedessen wird der CO₂-Fußabdruck des gesamten Prozesses drastisch reduziert.

Mit Siliziummetall aus dem Sortiment von PCC BakkiSilicon entscheiden sich die Kunden für einen Rohstoff, der:

  • für höchste Qualität steht,
  • einen geringen CO₂-Fußabdruck hat,
  • zu den Produkten der PCC-Gruppe aus der Greenline-Serie gehört,
  • auf natürlichen Inhaltsstoffen basiert,
  • in einem energieeffizienten technologischen Prozess hergestellt wird,
  • ein sicheres Produkt ist.

Handelsübliche Spezifikationen des Siliziummetalls von PCC BakkiSilicon

Handelsübliche Produkte mit den Bezeichnungen PCC BakkiSilicon 441 oder PCC BakkiSilicon 3303 stehen für Siliziummetall. Der Hersteller führt diese Spezifikationen aufgrund des unterschiedlichen Gehalts an elementarem Silizium im Endprodukt ein, der zwischen 97% und 99% liegt. Darüber hinaus sind Eisen, Aluminium und Kalzium in der Zusammensetzung enthalten. Bei diesen Metallen handelt es sich jedoch um Spurenmengen. Der Aluminiumgehalt beträgt maximal 0,20% - 0,50%, der Eisengehalt 0,20% - 1,80% und der Kalziumgehalt 0,02% - 0,30%.

Der Siliziummetallhersteller PCC BakkiSilicon bietet folgende Formen von Siliziummetall an:

  • Siliziummetall 97
  • Siliziummetall 553
  • Siliziummetall 441
  • Siliziummetall 3303
  • Siliziummetall 33017
  • Siliziummetall 2510
  • Siliziummetall 2202

Unser vollständiges Siliziummetall-Produktsortiment finden Sie unter www.products.pcc.eu.