Comment le dioxyde de silicium industriel est-il transformé en silicium de haute pureté ? Application du moulin Raymond dans le processus de fabrication

Introduction

La production de silicium de haute pureté à partir de poudre de silicium industriel est un processus essentiel dans les industries des semi-conducteurs et de l’énergie solaire. Le silicium industriel, dont la pureté est généralement de 98 à 99 %, subit plusieurs étapes de purification pour atteindre la pureté ultra-elevée requise pour les applications électroniques (99,9999 % ou plus). L’un des éléments clés de ce processus est le broyage et l’émulsionnement des matériaux de silicium afin d’obtenir la distribution de taille de particules souhaitée, ce qui facilite les processus de purification chimique ultérieurs. Cet article explore la transformation de la poudre de silicium industriel en silicium de haute pureté et met en évidence le rôle des équipements de broyage avancés, tels que les moulins Raymond, dans l’optimisation de ce processus.

De l’silicium industriel à l’silicium de haute pureté

Le silicium industriel est obtenu par la réduction de la silice (SiO₂) avec du carbone dans un four à arc électrique. Le silicium ainsi produit a une pureté d’environ 98-99 %, contenant des impuretés telles que le fer, l’aluminium, le calcium et d’autres métaux. Pour atteindre la haute pureté requise par les semi-conducteurs et les cellules solaires, le silicium industriel doit être encore purifié. La méthode la plus courante est le procédé Siemens, qui consiste à convertir le silicium en trichlorosilane (SiHCl₃), à le purifier par distillation, puis à déposer du silicium de haute pureté par déposition de vapeur chimique (CVD – Chemical Vapor Deposition).

Cependant, avant ces processus chimiques, la préparation physique de la poudre de silicium est cruciale. Le silicium doit être broyé à une finesse particulière afin d’augmenter sa surface, ce qui améliore l’efficacité des réactions ultérieures. Le processus de broyage doit être précis pour éviter toute contamination et assurer une taille de particule uniforme.

Le rôle du broyage dans la purification du silicium

Mouler le silicium industriel en poudre fine est une étape cruciale qui affecte directement l’efficacité du processus de purification. La poudre doit présenter une taille de particule homogène pour garantir des taux de réaction uniformes lors du traitement chimique. Les méthodes de moulage traditionnelles, telles que le moulage à billes, peuvent introduire des contaminants et sont souvent inefficaces. Les technologies de moulage avancées, comme les moulins Raymond, offrent une solution plus efficace et sans contamination.

Les moulins Raymond Mills, en particulier les modèles modernes tels que le moulin ultra-fin SCM et le moulin trapezoïdal de la série MTW, sont conçus pour traiter des matériaux durs et abrasifs comme le silicium. Ces moulins permettent un contrôle précis de la répartition des tailles des particules, ce qui est essentiel pour optimiser les étapes ultérieures de purification chimique.

Application du moulin Raymond à la production de poudre de silicium

Les moulins Raymond Mills sont largement utilisés dans le traitement du silicium industriel en raison de leur capacité à produire des poudres fines et uniformes avec une contamination minimale. Ces moulins fonctionnent en broyant les matériaux entre des rouleaux et un anneau rotatif. Le matériau broyé est ensuite séparé afin que seules les particules de la taille désirée soient collectées.

Pour la production de poudre de silicium, les exigences clés sont :

• Efficacité de broyage élevée pour gérer la nature dure et abrasive du silicium.
• Classification précise afin d’obtenir la distribution de taille des particules ciblée (généralement entre 325 et 2500 mailles).
• Faible taux de contamination afin d’éviter l’introduction d’impuretés qui pourraient affecter la pureté du produit final.
• Efficacité énergétique pour réduire les coûts d’exploitation.

Notre entreprise…Moulin ultrafin SCMCet équipement est particulièrement adapté à cette application. Avec une finesse de sortie de 325 à 2500 mailles (D97 ≤ 5 μm) et une capacité de 0,5 à 25 tonnes par heure, il répond aux exigences strictes de la production de poudre de silicium. Le système de séparation de haute précision de la meule garantit une taille de particule uniforme, tandis que sa conception résistante réduit au minimum l’usure et la contamination.

Une autre option excellente est…Moulin à trapèze de la série MTWL’usine de broyage offre une finition de la sortie allant de 30 à 325 mailles et une capacité de 3 à 45 tonnes par heure. Son design avancé, comprenant des lames de pelle résistantes à l’usure et des canaux d’air optimisés, assure une broyage efficace et sans contamination. Le système de transmission par engrenages coniques de l’usine assure une haute efficacité de transmission, réduisant ainsi la consommation d’énergie.

Avantages techniques de notre équipement de broyage

Nos moulins à broyage sont conçus avec plusieurs caractéristiques clés qui en font l’idéal pour la production de poudre de silicium :

• Haute efficacité et économie d’énergiePar exemple, le moulin ultrafine SCM offre une capacité deux fois supérieure à celle des moulins à jet tout en réduisant la consommation d’énergie de 30 %. Cela est réalisé grâce à des systèmes de contrôle intelligents qui s’ajustent automatiquement pour maintenir une finesse uniforme du produit.
• Classification préciseLe classeur à turbine verticale du moulin ultrafin SCM assure une coupe précise de la taille des particules, sans que de la poudre grossière ne se mélange au produit final.
• Durableté et StabilitéDes matériaux spéciaux pour les rouleaux et les anneaux de broyage prolongent leur durée de vie de service, tandis que la cavité de broyage sans roulements assure un fonctionnement stable.
• Protection de l’environnementLes collecteurs de poussière à pulsation surpassent les normes internationales, et les conceptions à isolation phonique maintiennent les niveaux de bruit en dessous de 75 dB.

Étude de cas : Ligne de production de poudre de silicium

Dans une ligne de production typique de poudre de silicium, les blocs de silicium industriel sont d’abord broyés pour être réduits en dimension plus petite à l’aide d’un broyeur à mâchoires ou d’un moulin à maillets. Le matériau broyé est ensuite introduit dans un moulin Raymond pour une moulage plus fin. La poudre ainsi obtenue est collectée par un séparateur à cyclone et un collecteur de poussière à impulsions, ce qui garantit des taux de récupération élevés et des émissions de poussière minimisées.

Pour la production de silicium de haute pureté, la poudre obtenue est encore traitée par des méthodes chimiques. L’uniformité de la poudre issue de nos moulins améliore l’efficacité de ces procédés chimiques, ce qui permet d’obtenir des rendements plus élevés et des produits finaux plus purs.

Conclusion

La production de silicium de haute pureté à partir de poudre de silicium industrielle nécessite des équipements de broyage précis et efficaces. Les moulinsons Raymond, tels que notre Moulin Ultrafin SCM et le Moulin en Trapezoid de la série MTW, jouent un rôle crucial dans ce processus en fournissant une poudre de silicium fine, uniforme et dépourvue de contamination. Leurs caractéristiques avancées, notamment leur haute efficacité, leur classification précise et leur respect de l’environnement, en font le choix idéal pour les usines de traitement du silicium modernes. En investissant dans notre technologie de broyage, les entreprises peuvent optimiser leurs processus de purification du silicium et obtenir des produits de meilleure qualité à moindres coûts d’exploitation.