Hvad siliciummetal faktisk er
Siliciummetal, også kaldet industriel silicium eller silicium af metallurgisk kvalitet, er et sølv-grå, semi-metallisk fast stof fremstillet ved at reducere kvarts med kulstof i en nedsænket lysbueovn ved temperaturer et godt stykke over 1800 grader. Det smelter ved ca. 1414 grader, har en densitet på 2,33 g/cm3 og leveres som klumpmateriale, sædvanligvis i størrelsesområdet 10 mm til 100 mm, i kvaliteter defineret af deres urenhedsindhold.
Kvaliteterne er klassificeret internationalt af den elektriske og kemiske industri og nationalt, i Kina, under GB/T 2881. De velkendte navne som 553, 441, 3303, 2202 og 1101 er en forkortelse for de maksimale jern-, aluminium- og calciumniveauer: 553 betyder Fe, Al op til 30 %, og % op til 30 %. mens 1101 betyder Fe, Al og Ca hver holdt på 0,1 % eller derunder. Det meste af dette materiale går til aluminiumslegeringer, silikoner og som et additiv i stålfremstilling, med en mindre fraktion med høj{13}}renhed, der raffineres yderligere til solcelle og elektronisk brug.
Sundhedseffekter: Støv og respirable partikler
Fast siliciummetal er ikke et giftigt stof. Det absorberes ikke gennem intakt hud, det udgør ikke en akut giftig fare, når det håndteres som klumpmateriale, og det er ikke klassificeret som et farligt gods til normal transport. Sundhedsrisikoen i denne branche kommer næsten udelukkende fra støv, og det er et spørgsmål om, hvad støvet indeholder, og hvor fint det er.
Knusning, sigtning, sække og ovnpåfyldning genererer fine partikler. Hvor støvet indeholder respirabelt krystallinsk silica overført fra kvartsråmaterialer, er langvarig høj-indånding forbundet med silikose, en progressiv lungesygdom og med en øget risiko for lungekræft; respirabelt krystallinsk silica er klassificeret som et humant kræftfremkaldende stof. Støv, der overvejende er elementært silicium, er mindre skadeligt end krystallinsk silicium, men virker stadig luftvejsirriterende, og ved høje koncentrationer over mange år kan det bidrage til kroniske luftvejssymptomer. Fint luftbåren støv irriterer også øjnene og kan sammen med sved slide huden.
Størst eksponering: knuse- og sigteanlæg, sækkestationer, ovntapning og støbning af gulve og enhver manuel håndtering af finstoffer
Vigtigste kontroller: kabinet og lokal udsugningsventilation, støvundertrykkelse ved overførselspunkter, vakuum i stedet for trykluft-
Personlig beskyttelse: øjenbeskyttelse, handsker og åndedrætsværn vurderet til fine partikler, hvor ventilation ikke kan holde luften ren
Sundhedsovervågning: periodisk lungefunktionstestning for arbejdere på støvudsatte opgaver med støvovervågning i forhold til de lokale grænseværdier for erhvervsmæssig eksponering i henhold til GBZ 2.1
Miljø- og procesemissioner
Siliciummetal er kemisk inert under normale miljøforhold og udvasker ikke farlige elementer på den måde, som tungt-metalholdigt affald gør. Produktets miljøbelastning ligger i smeltetrinnet snarere end i det færdige metal. At producere et ton industrielt silicium forbruger omkring 11 til 14 MWh elektricitet sammen med kvarts og kulstofreduktionsmidler, så strømkilden og ovnens effektivitet dominerer materialets kulstofaftryk.
Ovnen af-gassen indeholder kulilte og fin silica. Moderne planter opfanger røgen i posefiltre og sælger det kondenserede mikrosilica som et-biprodukt til ildfaste og betonanvendelser, og de genvinder eller blusser kulilte til varme og kraft. Slagg, filterstøv, der ikke opfylder specifikationerne, og vådt scrubberslam skal bortskaffes eller genbruges kontrolleret. På brugerens anlæg er resterne, der skal håndteres, filtrering af fine partikler og spildt materiale, som skal opsamles, holdes tørt og returneres til ovnen i stedet for at skylles i dræn.
Typiske karakterer og specifikationer
| Grad | Si (min, typisk) | Fe (maks.) | Al (maks.) | Ca (maks.) |
|---|---|---|---|---|
| 553 | 98.5 % | 0.5 % | 0.5 % | 0.3 % |
| 441 | 99.0 % | 0.4 % | 0.4 % | 0.1 % |
| 3303 | 99.3 % | 0.3 % | 0.3 % | 0.03 % |
| 2202 | 99.5 % | 0.2 % | 0.2 % | 0.02 % |
| 1101 | 99.6 % | 0.1 % | 0.1 % | 0.01 % |
Ovenstående værdier er typiske kommercielle tal, og de nøjagtige grænser er fastsat i kontrakten eller i analysecertifikatet for hvert parti. Klumpstørrelse, finstofindhold, overfladerenhed og pakning aftales separat, da en stålproducent og en aluminiumssmelter kan ønske meget forskellige størrelsesfordelinger fra samme kvalitet.
Sikker håndtering i produktion og brug
I ovnen og støberiet er finkornet silicium brændbart og kan danne en støvsky, så fint materiale bør ikke have lov til at samle sig; antændelseskilder og stærke oxidationsmidler skal holdes væk. Silicium reagerer med stærke alkalier og med flussyre, og våde fine partikler i kontakt med alkali kan danne brint, hvorfor vaskevand og rengøringsmidler skal vælges med omhu, og lukkede rum skal ventileres og gas-testes inden adgang.
Ved nedstrømsbrug fyldes materialet i stål, aluminium eller kemiske processer i kontrollerede mængder, generelt som en del af en vejet ladning i stedet for i hånden. Metalsilicium er ikke et fødevare-kontakt- eller forbrugermateriale og bør opbevares tørt i lukket emballage eller overdækkede bunkers, på en først-først--basis, adskilt fra syrer, baser og oxidationsmidler. Til stålfremstillings- og ildfaste kunder vælges normalt lave-aluminiumkvaliteter som 3303 og finere, når den resterende kemi i den endelige legering betyder mere end prisen pr. ton silicium.
Ofte stillede spørgsmål
Q: Er siliciummetal giftigt for mennesker?
Nej. Som fast klumpmateriale har det lav toksicitet og absorberes ikke gennem huden; den virkelige fare er at indånde fint støv, især støv, der indeholder respirabelt krystallinsk silica.
Q: Er siliciummetal det samme som silikone?
Nej. Siliciummetal er råelementet, der bruges til at fremstille silikoner, som er syntetiske polymerer. De to navne beskriver forskellige materialer og kan ikke erstattes i en specifikation.
Spørgsmål: Forårsager håndtering af siliciummetal silikose?
Silikose er forårsaget af indånding af respirabelt krystallinsk silica, som hovedsageligt er til stede i kvartsråmaterialestøv. Indkapslet håndtering, ekstraktion og overvågning mod eksponeringsgrænserne under GBZ 2.1 holder denne risiko under kontrol.
Q: Kan siliciummetalstøv antændes eller eksplodere?
Fint siliciumpulver kan brænde, og en spredt støvsky kan være eksplosiv under de rette forhold. God husholdning, støvopsamling og kontrol af antændelseskilder er standard forholdsregler.
Q: Er siliciummetal skadeligt for miljøet?
Metallet i sig selv er inert og frigiver ikke giftige elementer. Den væsentlige miljøpåvirkning er elektricitets- og kulstofforbruget ved smeltning sammen med røg- og slaggestrømmene, som styres ved opsamling,-produktgenvinding og kontrolleret bortskaffelse.
Q: Hvilket beskyttelsesudstyr er nødvendigt ved håndtering af siliciummetal?
Øjenbeskyttelse og handsker er grundlæggende for al håndtering, og åndedrætsværn vurderet til fine partikler er nødvendig, hvor ventilation ikke kan holde støv under den erhvervsmæssige eksponeringsgrænse.
