Аналитические исследования сырья и продуктов кремниевого производства

Abstract

В работе представлены результаты аналитических исследований химического состава рудного сырья, кремния и шлаков карботермического процесса, выполненных с помощью различных методов анализа. Для оценки качества исходного кварцевого сырья и различного типа кремния по уровню содержания элементов-примесей в ИГХ СО РАН применяют такие методики на основе прямых методов анализа, как атомно-эмиссионная спектрометрия (АЭС) и рентгенофлуоресцентный анализ (РФА), а также методики с предварительной химической пробоподготовкой, как АЭС с концентрированием примесей на угольном порошке и масс- спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС). Показана удовлетворительная сходимость результатов при использовании различных методов. На кафедре металлургии цветных металлов ИРНИТУ выполнены металлографические исследования в отраженном свете с помощью микроскопа «Olympus GX-51». При изучении микроструктуры кремния металлургических марок были зафиксированы интерметаллические включения, расположенные по границам зерен. Анализ шлаков показал содержание в них кремния, что является причиной его потерь в процессе плавки. В статье также представлены результаты определения химического состава образцов технического, рафинированного кремния и шлаков, полученные в лаборатории ЗАО «Кремний» методами РФА и химического гравиметрического анализа

The paper presents the results of analytic investigations of raw materials, silicon and slags of carbothermic process executed by various methods. The analytical techniques: both direct and with sample decomposition have been applied at the Institute of Geochemistry in Irkutsk, Russia to determine the contents of element impurities in quartz raw materials and different types of silicon. These are atomic emission spectrometry (AES), X-ray fluorescence analysis (XRF), AES with concentration and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Compared analytical results obtained with different methods agree quite well. At the Department of Metallurgy of Non-Ferrous Metals of Irkutsk State Technical University metallographic investigations carried out using a microscope “Olympus GX-51” in the reflected light. In studying the microstructure of silicon metal the intermetallic inclusions were found which are located along the grain boundaries. Slags analysis showed that they contain silicon, that is the reason for its loss during melting. The article also presents the results of chemical analysis of technical, refined silicon and slag samples, obtained in the laboratory of “Kremniy” CJSC using XRF and chemical gravimetry