硅是地殼中僅次于氧的第二豐富元素，作為現(xiàn)代文明的基礎(chǔ)元素，正推動(dòng)著人類現(xiàn)代文明飛速發(fā)展。工業(yè)硅（又稱金屬硅）是有機(jī)硅，非鐵基合金和多晶硅的生產(chǎn)原料。我國工業(yè)硅產(chǎn)能，產(chǎn)量和出口量均居世界首位，并處于不斷增長的態(tài)勢。目前，我國生產(chǎn)工業(yè)硅產(chǎn)量居世界首位，占世界總產(chǎn)量近70%。我國的主要產(chǎn)地為新疆，云南，四川和甘肅等省。國際上的主要生產(chǎn)國為俄羅斯，美國，挪威，法國，巴西等。雖然近年來我國工業(yè)硅行業(yè)總體技術(shù)水平快速提高，部分技術(shù)與國際先進(jìn)水平之間仍有較大差距。近年來，受環(huán)保督查等因素影響，工業(yè)硅行業(yè)原料成本和環(huán)保壓力不斷上升。我國工業(yè)硅產(chǎn)業(yè)急需大幅度提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)，提高資源和能源利用率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
 目前工業(yè)硅生產(chǎn)中，SiO2的還原反應(yīng)，發(fā)生在爐料從爐子上部向爐底下降的過程中，其中發(fā)生的反應(yīng)復(fù)雜，簡化后的總體反應(yīng)如反應(yīng)式(1)所示。在實(shí)際生產(chǎn)中，如反應(yīng)式(2)所示，后產(chǎn)物有液態(tài)硅和主要成分為SiO、CO的爐氣。

 當(dāng)產(chǎn)生于礦熱爐底部的爐氣接近礦熱爐上部時(shí)，SiO遇到料層中下降的碳質(zhì)還原劑發(fā)生反應(yīng)(3)，生成重要的中間產(chǎn)物SiC。爐氣上升的過程中，溫度逐漸降低，同時(shí)發(fā)生歧化反應(yīng)(4)，少部分SiO“冷凝”為SiO2和Si，再次隨爐料下降進(jìn)入爐底。由于目前工業(yè)硅礦熱爐內(nèi)低溫區(qū)域較小，歧化反應(yīng)(4)對(duì)提高硅回收率的貢獻(xiàn)有限。另外，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，反應(yīng)(5)和(6)也會(huì)發(fā)生，在作者的研究過程中也發(fā)現(xiàn)了此反應(yīng)的存在，且產(chǎn)物呈現(xiàn)出有特點(diǎn)的形貌。未參加反應(yīng)的SiO和CO通過料層繼續(xù)上升，直至離開料層遇到空氣后氧化形成微硅粉和二氧化碳，進(jìn)入煙道，后微硅粉被收塵系統(tǒng)捕獲。
 在工業(yè)硅生產(chǎn)過程里，反應(yīng)(3)至關(guān)重要，不僅因?yàn)樗峁┝松a(chǎn)硅的中間產(chǎn)物SiC，還因?yàn)樗厥樟艘徊糠諷iO氣體，保證著硅的回收率。另外，工業(yè)生產(chǎn)中要求碳質(zhì)還原劑在下降的過程中快速轉(zhuǎn)化為SiC。因此，生產(chǎn)過程中，一般選用SiO反應(yīng)活性較高的碳質(zhì)還原劑。
 目前，在國外工業(yè)硅生產(chǎn)中，使用SiO反應(yīng)活性，綜合評(píng)價(jià)碳質(zhì)還原劑化學(xué)反應(yīng)性能。1974年，挪威工業(yè)技術(shù)研究院(SINTEF)建立了世界首套碳質(zhì)還原劑SiO反應(yīng)活性測試系統(tǒng)。2007年，該系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造。該系統(tǒng)使用SiO反應(yīng)活性指數(shù)，表示測試過程中未反應(yīng)的 SiO總量，以此反映碳質(zhì)還原劑與SiO氣體的反應(yīng)活性。盡管目前對(duì)于不同碳質(zhì)還原劑，與SiO反應(yīng)活性差異的原因仍不明確，此套測試系統(tǒng)較大限度地表征和區(qū)別了碳質(zhì)還原劑，為工業(yè)硅生產(chǎn)企業(yè)選擇碳質(zhì)還原劑，解釋礦熱爐運(yùn)行現(xiàn)象提供了相對(duì)有效的依據(jù)。這也是世界..一個(gè)長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的SiO反應(yīng)活性專門測試系統(tǒng)，其檢測結(jié)果被廣泛采用。位于德國的JPM silicon公司2015年起開始提供碳質(zhì)還原劑反應(yīng)活性測試服務(wù)。其測試系統(tǒng)基于其創(chuàng)始人發(fā)明的微波設(shè)備生產(chǎn)硅的..。目前，尚未見到詳細(xì)的測試方法和測試結(jié)果。
 
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