Siliciummetalen veranderen de wereld

PCC Group heeft in IJsland een van de modernste en meest milieuvriendelijke fabrieken ter wereld gebouwd, die siliciummetaal produceert. Het werd geopend in 2018 en in 2019 begon het met de reguliere productie. Siliciummetaal wordt gebruikt als component van aluminiumlegeringen of materiaal voor de productie van siliconen en siloxanen in de chemische industrie. Het is ook een belangrijke grondstof voor de productie van fotovoltaïsche panelen.

Technologisch proces

De fabriek in Bakki produceert siliciummetaal met een zeer hoog gehalte aan puur silicium (Si ≥ 98,5%). Grondstoffen voor deze productie zijn onder meer kwartsiet (natuurlijk voorkomend mineraal gemaakt van siliciumdioxide, SiO2), maar ook kolen en hout. Siliciummetaal wordt geproduceerd bij een temperatuur van ca. 2000C in elektrische ondergedompelde boogovens. Kwartsiet, de belangrijkste grondstof, komt voornamelijk uit een Poolse mijn die eigendom is van PCC Silicium SA, die zich in Zagórze bij Kielce bevindt. De fabriek in IJsland beschikt over speciale filtratie-apparaten, die het stof vrijwel volledig uit de lucht verwijderen die tijdens de productie vrijkomt. Tijdens het proces worden twee extra producten gevormd – MicroSilica en silicaslak , die ook worden verkocht. Tijdens het proces wordt het grootste deel van kwarts (SiO 2) gereduceerd door koolstof (C) tot siliciumcarbide (SiC), dat een reductiemiddel is voor het resterende deel van kwarts dat niet heeft gereageerd in de boogelektroden. De chemische reactie is als volgt: SiO₂ + 2C = Si + 2CO SiO₂ + 3C = SiC + 2CO (in het onderste deel van de oven) De uiteindelijke reactie vindt plaats boven het midden van de oven bij een temperatuur hoger dan 1835oC. De elektrische boog tussen de elektrodepunten en het midden van de oven handhaaft een temperatuur van 2000oC. Het laatste stadium van de chemische reactie kan als volgt worden beschreven: 2SiO₂ + 3SiC = 4Si + SiO +3CO SiO + SiC = 2Si + CO Tijdens deze laatste reactie wordt zuiver silicium gevormd dat in de vorm van silicium uit de oven wordt gehaald metaal.

Gesmolten siliciummetaal wordt uit de ovens gehaald naar smeltkroezen, die worden overgebracht naar de gieterij, waar het proces van raffinage en gieten vindt plaats. Na afkoeling worden de ignots voorgemalen en tijdelijk opgeslagen in de ovenruimte. Vervolgens wordt het product overgebracht naar de breekfase en in deze vorm verpakt voor transport.

Bijproducten

Een van de producten is MicroSilica, dat in speciale zakkenfilters van het rookgas wordt gescheiden. Het grootste deel van de grondstof wordt omgezet in siliciummetaal, wat resulteert in een zeer kleine hoeveelheid vaste bijproducten van het productieproces. Een klein deel van de grondstof wordt verwerkt tot slakken. Alle uitlaatgassen die tijdens de productie vrijkomen, worden verder behandeld en gezuiverd.

Sollicitatie

Siliciummetaal, zoals hierboven vermeld, is een bestanddeel van aluminiumlegeringen en wordt door de chemische industrie gebruikt voor de productie van siliconen. Het is ook populair in de elektronica-industrie en de zonne-energiesector (zonnepanelen, siliciumchips, halfgeleiders). Het verbetert de eigenschappen van aluminium, zoals sterkte, hardheid of vloeibaarheid. De toevoeging van siliciummetaal maakt aluminiumlegeringen sterk en lichtgewicht. Siliciummetalen zijn ook nuttig in de auto-industrie als vervanging voor zwaardere onderdelen van gietijzer. Lichtmetalen velgen en motorblokken zijn de voertuigonderdelen, die heel vaak worden geproduceerd als gegoten aluminium met toegevoegd silicium. Siliciummetaal is een belangrijke grondstof voor veel industrieën. Zonder silicium zouden we geen computers, zonnepanelen en veel bouwproducten kunnen gebruiken. De nieuwe PCC-fabriek, die siliciummetaal produceert, gebruikt alleen groene energie uit geothermische bronnen waar IJsland bekend om staat. Dit stelt ons in staat om siliciummetaal van de hoogste kwaliteit aan te bieden, geproduceerd met drie keer lagere CO2-uitstoot in vergelijking met andere fabrieken.