Металевий кремній (PCC BakkiSilicon)

Металевий кремній (CAS 7440-21-3) широко відомий як металургійний кремній або металевий кремній через його блискучий металевий колір. У промисловості він в основному використовується як алюмінієвий сплав або напівпровідниковий матеріал . Металевий кремній також використовується в хімічній промисловості для виробництва силоксанів і силіконів . У багатьох регіонах світу він вважається стратегічною сировиною. Економічне та прикладне значення металевого кремнію в глобальному масштабі продовжує зростати. Частину ринкового попиту на цю сировину задовольняє виробник і дистриб’ютор металевого кремнію – PCC BakkiSilicon hf. яка веде свою господарську діяльність на мальовничому острові Ісландія .

Загальна характеристика металевого кремнію

Металевий кремній також відомий як металургійний кремній або, найчастіше, просто як кремній .  Силіцій сам по собі є восьмим за поширеністю елементом у Всесвіті, але його рідко можна знайти в чистому вигляді на Землі. Служба хімічних рефератів США (CAS) присвоїла йому номер CAS 7440-21-3. Властивості металевого кремнію

• Металевий кремній у чистому вигляді є сірим, блискучим металоїдним елементом без запаху.
• Його температура плавлення і кипіння дуже висока. Металевий кремній починає плавитися приблизно при 1410°C. Температура кипіння ще вища і становить близько 2355°C.
• Розчинність у воді металевого кремнію настільки низька, що на практиці він вважається нерозчинним.

Металевий кремній, який пропонує виробник PCC BakkiSilicon , виробляється з кварциту (природного мінералу SiO ₂ ), вугілля та деревини. У процесі виробництва кварц (SiO ₂ ) відновлюється вуглецем (C) до карбіду кремнію (SiC). Карбід кремнію стає відновником для решти кварцу, який не прореагував в електричній дузі, створеній трьома електродами. На початковій стадії процесу виробництво відбувається в двох дугових печах опору, де температура досягає 2000°C. У виробництві використовуються графітовані електроди. Загальна потужність, яку використовують печі, становить 25 МВт. Додатково 4 МВт використовуються для роботи установки очищення димових газів. Кінцевим результатом процесу є ≥ 98,5%чистого металевого кремнію. Побічним продуктом його виробництва є мікрокремнезем, який відокремлюється від димових газів завдяки спеціальним рукавним фільтрам, якими обладнано завод в Ісландії. Завдяки таким типам фільтрів пил з повітря, що утворюється в процесі виробництва, майже повністю видаляється. Переважна більшість сировини перетворюється на металевий кремній, тому в процесі виробництва утворюється дуже мало твердих побічних продуктів. Невелику частину сировини також отримують у вигляді шлаку. Варто зазначити, що мікрокремнезем, який виробляється як побічний продукт виробництва металевого кремнію, є популярною і широко використовуваною добавкою для бетонів і будівельних розчинів. Також його використовують у виробництві різних керамічних і вогнетривких виробів.

Кремнієва сталь

Кремнієва сталь, також відома як ламінована сталь або кремнієва електротехнічна сталь , є матеріалом, який використовується у виробництві деяких магнітних сердечників, таких як ротори в трансформаторах і двигунах. Кремнієва сталь також є важливим матеріалом для енергетичної, електронної та оборонної промисловості . Неорієнтована електротехнічна сталь зазвичай містить 2–3,5 %кремнію. Він має подібні магнітні властивості в усіх напрямках, відомі як ізотропія. Орієнтована зерниста сталь зазвичай містить 3%кремнію та обробляється для досягнення ідеальних властивостей у напрямку прокатки. Які властивості кремнієвої сталі?

• Додавання кремнію покращує намагніченість сталі та її питомий електричний опір, що протилежно електропровідності. При додаванні кремнію до заліза його питомий опір зростає приблизно в 5 разів.
• Ізоляційне покриття, яке часто наноситься на готову сталь, позбавляє від необхідності змішувати сталеві сердечники, наприклад, трансформатори, з діелектричним матеріалом. Покриття призначене для компенсації втрат, викликаних індукцією вихрових струмів в сердечнику.
• Завдяки кремнієвій сталі зменшуються втрати на гістерезис, тобто затримки між моментом, коли магнітне поле вперше генерується або прикладається до сталі, і моментом, коли магнітне поле повністю розвинене.
• Кремнієва сталь затримує корозію заліза.

Ціна металевого кремнію в 2022 році

Постачання металевого кремнію з внутрішніх джерел та з імпорту недостатньо для повного покриття глобального промислового попиту. Металевий кремній у всьому світі визнано дефіцитною та критичною сировиною. Гарантування безпеки постачання країни сировиною базується на забезпеченні постачання корисних копалин і систематичному зборі знань і даних про велику кількість місцевих родовищ. Згідно зі звітом під назвою «Звіт про розмір і частку ринку кремнію за 2020–2027 роки», головним чином виробництво алюмінію стимулює попит на металевий кремній. Зростання попиту на силікони (особливо в країнах, що розвиваються) також може сприяти виробництву металевого кремнію. Азіатсько-Тихоокеанський регіон відіграє значну роль у цьому відношенні, оскільки це величезна база для переробки металевого кремнію для різних галузей промисловості . Високий попит і з боку європейських виробників, адже Європа є одним із ключових виробників силікону. Однак пандемія COVID-19 залишила сильний слід на ринках Північної Америки. У цьому регіоні спостерігається тимчасовий занепад алюмінієвої промисловості. Металевий кремній, який використовується у виробництві фотоелектричних панелей, відіграватиме ключову роль у найближчі роки, наприклад, у Саудівській Аравії, де триває великий фотоелектричний проект. Очікується, що він буде завершений у 2030 році. Очікується, що ця величезна інвестиція та інші подібні їй сприятимуть подальшому розвитку ринку металевого кремнію. Ціна металевого кремнію залежить від собівартості виробництва . Для виробництва 1 тонни кремнію потрібно близько 6 тонн сировини, в тому числі 2,7 тонни кварцу, 1,5 тонни відновників (малозольного або деревного вугілля) і 1,5 тонни деревини. Ще один важливий фактор, від якого залежить ціна – це енергія. Ціна за кілограм металевого кремнію також залежить від вартості інших інгредієнтів, таких як вугілля, кварц і нафта. За даними дослідницької компанії PRNewswire, світовий ринок металевого кремнію коштує приблизно 6,3 мільярда доларів. Очікується, що до 2027 року він зросте до 8,9 мільярда. Сировинна криза, що почалася в 2021 році, призвела до зростання цін на металевий кремній приблизно на 300%.

Використання металевого кремнію

Аналіз світового ринку чітко показує, що важливість металевого кремнію постійно зростає. Отже, в яких галузях і сферах економіки ця сировина користується найбільшим попитом? Для чого він використовується?

• Металургійний кремній може бути використаний у виробництві сталі , а також як легуючий агент для лиття алюмінію .

 Варто відзначити, що алюмінієво-кремнієві деталі автомобіля легші і міцніші, ніж деталі, відлиті з чистого алюмінію. Автомобільні деталі, такі як блоки двигунів і диски шин, є найпоширенішими деталями з литого алюмінію з кремнію.

• Майже половина всього металургійного кремнію використовується хімічною промисловістю для виробництва діоксиду кремнію (загущувач і осушувач), силанів (зв'язувальний агент) і силікону (герметики, клеї та мастила).
• Фотоелектричний полікремній в основному використовується для виробництва полікремнієвих сонячних елементів .

Для виробництва одного мегавата сонячних модулів потрібно близько п’яти тонн полікремнію. Сьогодні на полікремнієві сонячні технології припадає більше половини сонячної енергії, виробленої в усьому світі.

• Монокристалічний кремній є ключовим напівпровідниковим матеріалом у сучасній електроніці. Як матеріал підкладки він використовується у виробництві польових транзисторів (FET), світлодіодів та інтегральних схем.

Кремній можна знайти практично у всіх комп’ютерах, мобільних телефонах, планшетах, телевізорах, радіо та інших сучасних пристроях зв’язку . За оцінками, більше третини всіх електронних пристроїв містять напівпровідникові технології на основі кремнію.

• Твердий сплав карбіду кремнію використовується в різноманітних електронних і неелектронних додатках , включаючи синтетичні ювелірні вироби, високотемпературні напівпровідники, тверду кераміку, ріжучі інструменти, гальмівні диски, абразиви, куленепробивні жилети та нагрівальні елементи.

Металевий кремній у пропозиції PCC Group

Група PCC у своєму великому портфоліо продуктів пропонує широкий вибір металевого кремнію . Цей продукт легко знайти в каталозі продукції за номером CAS: 7440-21-3 . Виробник металевого кремнію PCC BakkiSilicon hf., базується в Ісландії. Виробнича потужність заводу становить приблизно 32 000 тонн металевого кремнію на рік. Він має одне з найсучасніших виробничих потужностей у світі. Важливо, що 100%енергії, яка там використовується, надходить із геотермальних джерел. Завдяки інноваційним рішенням фабрика в Ісландії вважається однією з найбільш екологічно чистих. Використання геотермальних ресурсів Ісландії для отримання енергії скорочує викиди парникових газів приблизно на дві третини. У результаті вуглецевий слід усього процесу значно зменшується. Вибираючи металевий кремній із асортименту PCC BakkiSilicon , клієнти купують сировину, яка:

• представляє найвищу якість,
• має низький вуглецевий слід,
• належить до продукції PCC Group серії Greenline,
• на основі натуральних інгредієнтів,
• виробляється за енергоефективним технологічним процесом,
• є безпечним продуктом.

Комерційні характеристики металевого кремнію PCC BakkiSilicon

Комерційно доступні продукти під назвою PCC BakkiSilicon 441 або PCC BakkiSilicon 3303 позначають металевий кремній. Виробник вводить ці характеристики через різний вміст елементарного кремнію в кінцевому продукті, який коливається від 97%до 99%. Крім того, в складі також присутні залізо, алюміній і кальцій. Однак ці метали містять сліди. Максимальний вміст алюмінію становить 0,20%– 0,50%, заліза 0,20%– 1,80%і кальцію 0,02%– 0,30%. Виробник металевого кремнію PCC BakkiSilicon пропонує наступні форми металевого кремнію:

• металевий кремній 97
• металевий кремній 553
• металевий кремній 441
• металевий кремній 3303
• металевий кремній 33017
• металевий кремній 2510
• металевий кремній 2202

Відкрийте для себе повний асортимент продукції для металевого кремнію на www.products.pcc.eu.