Processo e equipamento para obtenção de silício a partir de finos de silício, silício em escórias e silício em crostas

Classificação IPC

Resumo técnico

"PROCESSO E EQUIPAMENTO PARA OBTENÇÃO DE SILÍCIO A PARTIR DE FINOS DE SILÍCIO, SILÍCIO EM ESCÓRIAS E SILÍCIO EM CROSTAS" , onde o processo compreende as etapas de: alimentar continuamente em um forno estático finos de silício e/ou escórias primárias e/ou escórias de refino e/ou crostas, todos materiais gerados a partir da produção de silício no processo tradicional; aquecer, fundir e manter aquecido entre 1410 a 1750°C em uma atmosfera pouco ou não oxidante os materiais alimentados no forno, utilizando-se de um eletrodo de grafite vazado que funciona como uma tocha de arco transferido; manter um arco elétrico entre o eletrodo de grafite vazado e o material sendo processado; liqüefazer o material alimentado, formando um banho líquido com duas fases, uma mais densa e com menor tensão interfacial contendo silício metálico e uma fase menos densa e com maior tensão interfacial com escória praticamente isenta de silício; retirar continuamente silício metálico líquido do forno; retirar periodicamente do forno a escória isenta de silício; retirar continuamente do forno os gases de processo; passar os gases de processo por um sistema de limpeza de gases antes de serem liberados para a atmosfera; resfriar ao meio ambiente o silício retirado do forno, gerando lingotes de silício metálico; resfriar a escória isenta de silício retirada do forno gerando subprodutos inertes; utilizar para liqüefazer alguma escória sólida que permaneceu no forno quando necessária a tocha de plasma de arco não transferido; após a escória tornar-se líquida pelo uso da tocha de arco não transferido, utilizar o eletrodo de grafite vazado para continuar a processar os finos de silício e/ou escória primária e/ou escórias de refino e/ou crostas como descrito anteriormente. O equipamento utilizado para a realização do processo é compreendido por um forno estático contendo um eletrodo de grafite vazado que funciona como uma tocha de arco transferido; estabele-se a um arco elétrico entre o eletrodo de grafite vazado e o material sendo processado para fornecer energia ao processo. Uma segunda tocha de plasma, de arco não transferido, é utilizada para liqüefazer as eventuais escórias formadas no processo e não retiradas normalmente. Outros equipamentos normalmente utilizados em outros processos podem ser adaptados para o processo de obtenção de silício a partir de finos de silício e/ou silício contido em escórias e/ou silício contido em crostas. Esses equipamentos incluem: sistema de alimentação dos materiais no forno a plasma, composto por exemplo por uma rosca sem fim; sistema de retirada dos produtos do forno a plasma, composto por exemplo por bicas de vazamento; sistema de limpeza de gases composto por exemplo por lavadores de gases e ciclones.