Stopy krzemu-barowe wytwarzane są przez reakcję zmniejszonych związków barowych (np. Bao lub Baco₃) z krzemionem (lub ferroletykonem) przy użyciu jednego z nichElektrokrzemiana metoda termicznaLubMetoda aluminium.
1. Metoda termiczna produkcji krzemowej (wytapanie w elektrycznym piecu łukowym)
Zastosowanie: Nadaje się do produkcji przemysłowej na dużą skalę, niskie, ale wyższe zużycie energii.
Surowce:
Źródło baru: Tlenek baru (BAO) lub węglan baru (Baco₃).
Środek redukujący: Ferrocelicon (FESI75), proszek krzemowy (SI)
Środek topnienia: wapno (CAO, reguluje płynność żużla)
Proces technologiczny:
Mieszanie składników:
Wymieszaj bao (lub baco₃), ferrocelicon i wapno zgodnie ze stosunkiem stechiometrycznym (Bao: Si ≈ 1: 1).
Zmniejszenie pieca łukowego:
Wtrójfazowy elektryczny piec łukowypodgrzewany do1400 ~ 1600 stopni, Bao jest zmniejszone przez Si: Bao+
SI → Basi+SiO2
Żelazo (Fe) w Ferrikeliconie nie uczestniczy w reakcji i zamienia się w stop (Fe-Ba-Si).
Departament złota żużla:
Stop krzemu-barowy (gęstszy) tonie na dno pieca, unosi się żużla krzemianowego wapnia (Casio₃).
Casting i miażdżący:
Stop płynny wlewa się do wlewków, a po schłodzeniu krusza w guzki lub produkty ziarniste.
Specyfikacje:
Produkt zawiera około 30% ~ 50% BA, reszta to SI i niewielka ilość Fe.
Alkaliczność żużla (Cao/SiO₂) musi być kontrolowana w celu zwiększenia szybkości odzysku baru.
2. Metoda termiczna produkcji aluminium (samowystarczająca synteza wysokiej temperatury, SHS)
Aplikacja: Nadaje się do niskiej produkcji siby o dużej czystości, reakcja jest szybka i wymaga ścisłej kontroli.
Surowce:
Źródło baru: Bao lub Baco₃.
Środek redukujący: aluminiowy proszek (AL).
Generator ciepła: chloran potasowy (kclo₃, pomocniczy egzotermiczny)
Proces:
Mieszanie składników:
Wymieszaj Bao, AL proszek i niewielką ilość kclo₃ zgodnie ze stosunkiem stechiometrycznym (Bao: Al ≈ 3: 2).
Reakcja kalcynacji:
Płonąctygla magnezuAby rozpocząć reakcję glinu (powyżej 2000 stopni):
3bao + 2 al → 3ba + al2o 3 + duża ilość ciepła.
Powstały bar (BA) łączy się z krzemionem (SI) z tworzeniem stopu BASI.
Separacja osadowa:
Ciekły silikon-barowy stop opada na dno, a żużla Al₂o₃ unosi się.
Rafinacja i casting:
Gaz obojętny (np. AR) przechodzi przez stop, aby w razie potrzeby usunąć zanieczyszczenia, a wlewki są rzucane.
Specyfikacje:
Produkt może zawierać do 60% lub więcej BA, z wysokim stopniem czystości.
Reakcja przebiega gwałtownie, wymagane są środki odporne na eksplozję i są odpowiednie do badań laboratoryjnych lub przygotowania specjalnych stopów.
