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Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10198/1644

Título: Produção de silício por via hidrometalurgica
Autor: Queiroz, A.M.
Palavras-chave: Produção de silício
Lixiviação ácida
Issue Date: 1999
Editora: Universidade do Porto, Faculdade de Engenharia
Citação: Queiroz, Ana Maria - (1999) - Produção de silício por via hidrometalurgica. Porto: FEUP. Tese de Doutoramento
Resumo: O silício de grau metalúrgico (% Si> 98%) é a matéria-prima habitualmente utilizada para a produção de silício de elevado grau de pureza (99,9% de Si). As principais impurezas metálicas são o ferro, o alumínio e o cálcio. Estas impurezas têm elevados coeficientes de segregação no silício: as suas solubilidades são grandes no silício fundido mas pequenas na fase sólida. Portanto, as fases que contêm as impurezas tendem a precipitar nas fronteiras de grão ou em posições intersticiais no silício policristalino. O processo hidrometalúrgico de refinação usual exige a libertação prévia, através de moagem, das fases contendo as impurezas expondo-as ao ataque corrosivo pelo agente lixiviante. Como resultado dos elevados custos deste processo (pureza das matérias-primas, operação de moagem e consumo de energia) outras vias baseadas na lixiviação de ligas de ferro-silício, matéria-prima menos pura, têm sido desenvolvidas. Um controlo adequado de alguns elementos minoritários, como o alumínio e o cálcio, no processo de fabrico das ligas de Fe-Si, permite a formação de fases solúveis que tornam possível o uso inicial de partículas mais grosseiras. Neste trabalho procurou-se obter uma estrutura adequada para as ligas de ferro-silício, com o objectivo de serem refinadas através de uma lixiviação ácida, obtendo-se assim silício com um elevado grau de pureza e baixa granulometria, a um menor custo de produção. Nas ligas sintetizadas foram identificados vários compostos intermetálicos: α-FeSi2, β-FeSi2, CaSi2, CaSi, Al-Fe-Si, Ca-Al-Si e Al-Fe-Si-Ca. Os resultados experimentais realizados com HCl e com HCl + FeCl3.6H2O mostram que as diferentes fases precipitadas têm diferentes comportamentos perante as soluções usadas. A presença do ião férrico no agente lixiviante favorece a solubilização das fases Ca-Si, Ca-Al-Si e Al-Fe-Si e desfavorece a solubilização da fase Al-Fe-Si-Ca. A composição adequada para a liga de Fe-Si que poderá induzir os resultados esperados será: 92-94% de Si, 3-3,5% de Fe, 3,5-4% de Al e %Ca< 0,5%.
URI: http://hdl.handle.net/10198/1644
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