ISO 9001 Metal krzemowy jest stosowany między innymi jako dodatek stopowy do aluminium. Produkt również używany w przemyśle chemicznym do produkcji siloksanów i silikonów. Metal krzemowy można również stosować jako podstawowy materiał w przemyśle elektronicznym i sektorze energii słonecznej (chipy krzemowe, półprzewodniki, panele słoneczne). Materiał ten może poprawiać użyteczne właściwości aluminium, takie jak lejność (odlewalność), twardość i wytrzymałość.
Dodawanie metalu krzemowego do stopów aluminium sprawia, że stają się one lekkie i mocne. Materiały te są coraz częściej wykorzystywane w przemyśle motoryzacyjnym. Stosuje się je jako zamiennik cięższych części z żeliwa. Części samochodowe takie jak bloki silników i felgi są częściami najczęściej odlewanymi z aluminium z domieszką krzemu.
Branże i aplikacje
Przemysł energetyczny
Przemysł metalurgiczny / Obróbka
Budowa
Krzem
Funkcja
Surowce i półprodukty chemiczne
Metal krzemowy (CAS 7440-21-3) ze względu na swój lśniący, metaliczny kolor znany jest powszechnie jako krzem klasy metalurgicznej lub krzem metaliczny. W przemyśle jest on wykorzystywany głównie jako stop aluminium lub też materiał półprzewodnikowy.
Metal krzemowy znajduje również zastosowanie w przemyśle chemicznym do produkcji siloksanów i silikonów. Uznawany jest za surowiec strategiczny w wielu regionach świata.
Znaczenie gospodarcze i aplikacyjne metalu krzemowego w skali globalnej wciąż rośnie. Część zapotrzebowania rynku w obszarze dostaw tego surowca zapewnia producent i dystrybutor metalu krzemowego- PCC BakkiSilicon hf. prowadzący swoją działalność na terenie malowniczej Islandii.
Metal krzemowy (z ang. silicon metal) jest nazywany również krzemem metalicznym, krzemometalem, krzemem metalurgicznym lub najczęściej po prostu krzemem.
Sam krzem jest ósmym, najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem we wszechświecie, ale na Ziemii rzadko występuje w czystej postaci. Amerykańska organizacja Chemical Abstracts Service (CAS) nadała mu numer CAS 7440-21-3.
Właściwości metalu krzemowego
Oferowany przez producenta PCC BakkiSilicon metal krzemowy wytwarzany jest z kwarcytu (naturalnie występującego minerału SiO2), węgla i drewna. Podczas procesu produkcyjnego, kwarc (SiO2) zostaje zredukowany przez węgiel (C) do węglika krzemu (SiC). Węglik krzemu staje się reduktorem dla pozostałej części kwarcu, która nie przereagowała w łuku elektrycznym wytwarzanym przez trzy elektrody.
W początkowej fazie procesu, produkcja odbywa się w dwóch piecach oporowo-łukowych, gdzie temperatura osiąga 2000°C. Do produkcji używa się elektrod grafityzowanych.
Łączna ilość energii wykorzystywana przez piece to 25 MW. Dodatkowe 4 MW zużywane jest do obsługi instalacji oczyszczania spalin.
Ostatecznie w wyniku procesu otrzymuje się ≥ 98,5% czystego metalu krzemowego.
Produkt uboczny powstający podczas jego otrzymywania to mikrokrzemionka oddzielana od spalin dzięki zastosowaniu specjalnych filtrów workowych, w które wyposażona jest fabryka na Islandii. Dzięki tego typu filtrom, pył z powietrza powstającego w procesie produkcyjnym zostaje niemal całkowicie usunięty.
Zdecydowana większość surowca zostaje przekształcona w metal krzemowy, dzięki czemu proces produkcyjny generuje bardzo niewielką ilość stałych produktów ubocznych. Niewielka część surowca pozyskiwana jest również w postaci żużla.
Warto wspomnieć ze mikrokrzemionka powstająca jako produkt uboczny w produkcji metalu krzemowego jest popularnym i szeroko stosowanym dodatkiem do betonów i zapraw. Służy także do produkcji różnego rodzaju wyrobów ceramicznych i ogniotrwałych.
Stal krzemowa zwana również stalą laminowaną lub krzemową stalą elektryczną, jest materiałem używanym do produkcji niektórych rdzeni magnetycznych, takich jak np. wirniki w transformatorach i silnikach.
Stal krzemowa jest również niezbędnym materiałem dla przemysłu energetycznego, elektronicznego i zbrojeniowego.
Nieorientowana stal elektryczna zawiera zwykle 2%-3,5% krzemu. Ma podobne właściwości magnetyczne we wszystkich kierunkach, tzw. izotropowość.
Stal o ziarnie zorientowanym zawiera zwykle krzemu w ilości 3% i jest przetwarzana w sposób umożliwiający uzyskanie idealnych właściwości w kierunku walcowania.
Jakie właściwości posiada stal krzemowa?
Podaż metali krzemowych ze źródeł krajowych oraz pochodząca z importu, nie jest wystarczająca, aby całkowicie pokryć globalne zapotrzebowanie przemysłu . Metal krzemowy jest uznawany na świcie za surowiec deficytowy oraz krytyczny.
Zagwarantowanie bezpieczeństwa surowcowego danego kraju, opiera się na zapewnieniu dostaw kopaliny oraz systematycznym gromadzeniu wiedzy i danych na temat zasobności lokalnych złóż.
Według raportu pt. „ Silicon Metal Market Size & Share Report, 2020-2027”, głównie produkcja aluminium napędza popyt na metal krzemowy.
Rosnący popyt na silikony (zwłaszcza w krajach rozwijających się), również może korzystnie wpłynąć na produkcję metalu krzemowego. Azja i Pacyfik odgrywają tu niebagatelną rolę, ponieważ stanowią ogromną bazę przetwarzającą metal krzemowy na potrzeby różnych gałęzi przemysłu.
Zapotrzebowanie ze strony europejskich producentów także jest duże, bowiem Europa jest jednym z kluczowych producentów silikonów. Pandemia COVID-19 silne piętno odcisnęła natomiast na rynkach Ameryki Północnej. Region ten zanotował okresową zapaść przemysłu aluminiowego.
Metal krzemowy, wykorzystywany do produkcji paneli fotowoltaicznych, w najbliższych latach odegra kluczową rolę np. w Arabii Saudyjskiej, gdzie trwa realizacja dużego projektu fotowoltaicznego. Ma on zostać zrealizowany w roku 2030. Przewiduje się, że ta ogromna inwestycja oraz inne jej podobne, korzystnie wpłyną na dalszy rozwój rynku metalu krzemowego.
Cena metalu krzemowego jest uzależniona od kosztów produkcji. Do wyprodukowania 1 tony krzemu potrzeba około 6 ton surowca, w tym 2,7 tony kwarcu, 1,5 tony reduktorów (niskopopiołowy węgiel lub węgiel drzewny) oraz 1,5 tony drewna.
Innym ważnym czynnikiem od którego zależy cena jest energia. Cena za kilogram metalu krzemowego jest również kontrolowana przez koszty innych składników takich jak węgiel, kwarc czy ropa naftowa.
Jak podaje firma badawcza PRNewswire, wartość globalnego rynku metalu krzemowego wynosi około 6,3 miliarda dolarów. Przewiduje się, że do roku 2027 wzrośnie on do poziomu 8,9 miliarda. Kryzys surowcowy zapoczątkowany w 2021 roku spowodował, że ceny metalu krzemowego wzrosły o około 300%.
Analiza rynku światowego jasno pokazuje, że znaczenie metalu krzemowego stale rośnie. Zatem w jakich sektorach i dziedzinach gospodarki panuje największy popyt na ten surowiec? Do czego jest on wykorzystywany?
Warto zaznaczyć, że aluminiowo-krzemowe części samochodowe są lekkie i mocniejsze niż elementy odlewane z czystego aluminium. Części samochodowe, takie jak bloki silnika i felgi opon to najczęściej odlewane aluminiowe części silikonowe.
Do wyprodukowania jednego megawata modułów słonecznych potrzeba około pięciu ton polikrzemu.
Obecnie polikrzemowa technologia słoneczna odpowiada za ponad połowę energii słonecznej produkowanej na świecie.
Krzem można znaleźć praktycznie we wszystkich komputerach, telefonach komórkowych, tabletach, telewizorach, radiach i innych nowoczesnych urządzeniach komunikacyjnych.
Szacuje się, że ponad jedna trzecia wszystkich urządzeń elektronicznych zawiera technologię półprzewodnikową opartą na krzemie.
Grupa PCC w swoim bogatym portfolio produktów, oferuje różne warianty metalu krzemowego. W katalogu produktów łatwo odszukać ten produkt podając numer CAS: 7440-21-3.
Producent krzemometalu PCC BakkiSilicon hf. ma swoją siedzibę w Islandii. Zdolności produkcyjne fabryki wynoszą około 32 tys. ton krzemometalu rocznie. Posiada ona jedną z najnowocześniejszych instalacji produkcyjnych na świecie. Istotne jest, że 100 % wykorzystywanej tam energii pochodzi ze źródeł geotermalnych. Dzięki innowacyjnym rozwiązaniom fabryka na Islandii uznawana jest za jedną z najbardziej przyjaznych dla środowiska. Wykorzystanie islandzkich zasobów geotermalnych do pozyskania energii, obniża emisję gazów cieplarnianych o około dwie trzecie. Efektem tego ślad węglowy całego procesu został diametralnie obniżony.
Wybierając metal krzemowy z oferty PCC BakkiSilicon, odbiorcy kupują surowiec, który:
Dostępne w sprzedaży produkty o nazwach PCC BakkiSilicon 441 lub PCC BakkiSilicon 3303 oznaczają metal krzemowy. Producent wprowadza te specyfikacje ze względu na różną zawartość pierwiastkowego krzemu w wyrobie końcowym, która wynosi od 97% do 99%. Oprócz tego w składzie występują również żelazo, glin i wapń. Metale te stanowią jednak śladowe ilości. Zawartość glinu wynosi maksymalnie 0,20% - 0,50%, żelaza 0,20% - 1,80%, a wapnia 0,02% - 0,30%.
Producent metalu krzemowego, PCC BakkiSilicon oferuje następujące formy metalu krzemowego:
Zachęcamy do zapoznania się z pełną ofertą produktową dotyczącą metalu krzemowego na stronie www.products.pcc.eu.
