Les métaux de silicium changent le monde

Le groupe PCC a construit en Islande l’une des usines les plus modernes et respectueuses de l’environnement au monde, qui produit du silicium métal. Il a été ouvert en 2018 et en 2019, il a commencé la production régulière. Le silicium métal est utilisé comme composant d’alliages d’aluminium ou de matériau pour la production de silicones et de siloxanes dans l’industrie chimique. C’est également une matière première clé pour la production de panneaux photovoltaïques.

Processus technologique

L’usine de Bakki produit du silicium métal à très haute teneur en silicium pur (Si ≥ 98,5%). Les matières premières pour cette production comprennent le quartzite (minéral naturel fait de dioxyde de silicium, SiO2), ainsi que le charbon et le bois. Le silicium métal est un produit à une température d’env. 2000C dans les fours électriques à arc submergé. Le quartzite, la matière première clé, provient principalement d’une mine polonaise appartenant à PCC Silicium SA, située à Zagórze près de Kielce. L’usine d’Islande dispose de dispositifs de filtration spéciaux qui éliminent presque entièrement la poussière de l’air généré pendant la production. Au cours du processus, deux produits supplémentaires sont formés – MicroSilica et scories de silice , qui sont également vendus. Au cours du processus, la majorité du quartz (SiO 2) est réduit par le carbone (C) en carbure de silicium (SiC), qui est un agent réducteur pour la partie restante du quartz qui n’a pas réagi dans les électrodes à arc. La réaction chimique est la suivante: SiO₂ + 2C = Si + 2CO SiO₂ + 3C = SiC + 2CO (dans la partie inférieure du four) La réaction finale a lieu au-dessus du centre du four à une température supérieure à 1835oC. L’arc électrique entre les pointes des électrodes et le centre des quatre maintient une température de 2000oC. L’étape finale de la réaction chimique peut être décrite comme suit: 2SiO₂ + 3SiC = 4Si + SiO + 3CO SiO + SiC = 2Si + CO Au cours de cette dernière réaction, il se forme du silicium pur qui est sorti du four sous forme de silicium métal.

Le silicium fondu est extrait de quatre vers des creusets, qui sont transférés à la fonderie, où se déroule le processus de raffinage et de coulée des lingots . Après refroidissement, les amorces sont pré-broyées et stockées temporairement dans la zone du four. Ensuite, le produit est transféré à l’étape de broyage et sous cette forme il est conditionné pour le transport.

Sous-produits

L’unité des produits est MicroSilica, qui est séparée des fumées dans les filtres à manches spéciales. La majeure partie de la matière première est convertie en silicium métal, ce qui entraîne une très petite quantité de sous-produits solides du processus de production. Une petite partie de la matière première est transformée en laitier. Tous les gaz d’échappement produits pendant la production sont soumis à un traitement et à une purification supplémentaires.

Application

Le silicium métal, comme mentionné ci-dessus, est un composant des alliages d’aluminium et il est utilisé par l’industrie chimique pour la production de silicones. Il est également populaire dans l’industrie électronique et le secteur de l’énergie solaire (panneaux solaires, puces en silicium, semi-conducteurs). Il améliore les propriétés de l’aluminium, telles que la résistance, la dureté ou la fluidité. L’ajout de silicium métal rend les alliages d’aluminium solides et légers. Les métaux de silicium sont également utiles dans l’industrie automobile comme substituts aux pièces plus lourdes en fonte. Les roues en alliage et les blocs moteurs sont les pièces du véhicule, qui sont très souvent produites sous forme de moulages en aluminium avec du silicium ajouté. Le silicium métal est une matière première clé pour de nombreuses industries. Sans silicium, nous ne pourrions pas utiliser d’ordinateurs, de panneaux solaires et de nombreux produits de construction. La nouvelle usine de PCC, qui produit du silicium métal, n’utilise que l’énergie verte provenant de sources géothermiques pour l’islande est célèbre. Cela nous permet d’offrir le silicium-métal de la plus haute qualité, produit avec trois fois moins d’émissions de dioxyde de carbone par rapport à d’autres usines.