О способах переработки кремнийсодержащих техногенных отходов
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy
Рубрика: Металлургия техногенных и вторичных ресурсов
Статья в выпуске: 2 т.26, 2026 года.
Бесплатный доступ
Целью данной работы явилось проведение аналитического обзора по методам переработки кремнийсодержащих техногенных отходов, образующихся при карботермическом производстве металлургического (технического) кремния MG-Si и кремния полупроводникового, электронного сорта: печных и рафинировочных шлаков, некондиционного кремния, отходов литья, резки и механической обработки кремниевых полупроводниковых изделий. Описаны методы механического обогащения, термической и химико-термической обработки кремнийсодержащих шлаков с извлечением кремния в виде сплавов (силумина, ферросилиция). Показано, что комбинирование механических, термических и пирометаллургических подходов позволяет повысить извлечение кремния до 90–96 %, снизить удельный расход энергии и сырья при выплавке кремния, минимизировать негативное воздействие на окружающую среду. Также отходы как растительного, так и техногенного происхождения были рассмотрены в качестве сырьевых материалов (кремнеземсодержащего сырья и углеродистого восстановителя) для возможной выплавки MG-Si в руднотермических печах: микросилика (пыль электрофильтров кремниевого производства), рисовая и овсяная шелуха, биоуголь, отработанный самообжигающийся анод алюминиевого электролизера и др. Обсуждены преимущества, недостатки и перспективы промышленной реализации каждого метода. Показано, что современной тенденцией развития современной металлургии является комбинирование различных технологий для повышения экономической и экологической эффективности переработки кремнийсодержащего техногенного сырья, что является актуальными вопросами и способствуют дальнейшему развитию исследований в данной области.
Короткий адрес: https://sciup.org/147254874
IDS: 147254874 | УДК: 669.782, 669.054.8 | DOI: 10.14529/met260206
Methods for recycling siliconcontaining technogenic waste
The aim of this work was to conduct an analytical review of methods for processing siliconcontaining technogenic waste generated during the carbothermic production of metallurgical (technical) grade silicon MG-Si, as well as semiconductor and electronic grade silicon: furnace and refining slags, offspec silicon, waste from casting, cutting, and mechanical processing of silicon semiconductor devices. Methods of mechanical beneficiation, thermal and chemical-thermal treatment of silicon-containing slags with the recovery of silicon in the form of alloys (silumin, ferrosilicon) are described. It is shown that combining mechanical, thermal, and pyrometallurgical approaches allows increasing silicon recovery to 90–96%, reducing the specific energy and raw material consumption in silicon smelting, and minimizing the negative environmental impact. Furthermore, wastes of both plant and technogenic origin were considered as raw materials (silica-containing raw materials and carbon reducing agents) for potential MG-Si smelting in ore-smelting furnaces: microsilica (dust from electric filters of silicon production), rice and oat husks, biochar, spent self-baking anodes from aluminum electrolyzers, etc. The advantages, disadvantages, and prospects for industrial implementation of each method are discussed. It is shown that the current trend in the development of modern metallurgy is the combination of various technologies to improve the economic and environmental efficiency of processing silicon-containing technogenic raw materials, which are relevant issues and contribute to the further development of research in this area.
