{"id":33966,"date":"2023-07-31T15:41:22","date_gmt":"2023-07-31T20:41:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www.mpechicago.com\/macinazione-del-silicio-ad-alta-purezza\/"},"modified":"2025-06-19T10:29:37","modified_gmt":"2025-06-19T15:29:37","slug":"macinazione-del-silicio-ad-alta-purezza","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.mpechicago.com\/it\/macinazione-del-silicio-ad-alta-purezza\/","title":{"rendered":"Macinazione del silicio ad alta purezza"},"content":{"rendered":"\n

In this case study, we explore the use of MPE’s precision particle size reduction equipment for grinding silicon granules into seed for Fluidized Bed Reactors (FBRs). This process is key to producing an extremely pure silicon at a fraction of the energy when compared to other refining methods.<\/h3>\n\n
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An IMD 79 Gran-U-Lizer<\/a> engineered specifically for use in silicon particle size reduction.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n

Un Gran-U-Lizer ingegnerizzato MPE con speciali rulli ceramici e superfici di contatto con prodotti non ferrosi utilizzato per il processo di riduzione dimensionale del silicio eccelle nel suo utilizzo per due motivi:<\/p>\n\n

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  1. Dimensiona i granuli di silicio in distribuzioni granulometriche strette <\/strong>(con un intervallo di 200-450 \u03bcm) ideali per i semi di silicio; questa \u00e8 una delle variabili importanti per mantenere il processo FBR continuo.<\/li>\n\n\n\n
  2. Mantiene la purezza del flusso di prodotto.<\/strong> La normale tecnologia di riduzione dimensionale conferirebbe livelli inaccettabili di contaminanti ferrosi e\/o altri elementi non siliconici. I Gran-U-Lizers di MPE impartiscono una quantit\u00e0 significativamente inferiore di contaminanti rispetto a qualsiasi altra tecnologia di riduzione delle dimensioni. Questa differenza si traduce in una maggiore purezza del silicio, che si traduce in una maggiore redditivit\u00e0 per il produttore. <\/li>\n<\/ol>\n\n
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    Process Flow of Converting Silica to End Products, and Where MPE Fits in It<\/h2>\n\n
    \"Process
    A simplified process flow of converting silica into silicon end products.<\/figcaption><\/figure>\n\n

    La silice non raffinata (tipicamente quarzo) viene prima trasformata in silicio di grado metallurgico (MG-Si). Quindi l \u201cMG-Si viene trasformato in gas silano. Quindi i reattori a letto fluido (FBR), con l\u201d aiuto di granulizzatori MPE, combinano gas silano, semi di silicio e idrogeno per produrre pezzi di silicio ultrapuro. I pezzi di silicio vengono quindi fusi in lingotti e tagliati in wafer. Questi chip finiscono in molti prodotti come celle solari, sensori per fotocamere e chip per computer. <\/p>\n\n

    What are FBRs?<\/h3>\n\n

    Gli FBR sono una tecnologia di raffinazione relativamente pi\u00f9 recente che trasforma il gas silano (SiH4<\/sub>) e il seme di silicio (Si) in granuli di silicio puri al 99,9999% (o superiori). I produttori quindi fondono i granuli di silicio estratti dal processo FBR in lingotti. I produttori di chip per computer, CPU, sensori di immagine e celle fotovoltaiche tagliano questi lingotti in wafer per creare i loro prodotti. <\/p>\n

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    Manufacturers cut silicon ingots into Czochralski wafers to make CPUs, chips, image sensors, and photovoltaic\u00a0(PV) cells, among other things depending on their purity.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n

    Gli FBR sono un’alternativa promettente al metodo Siemens (noto anche come processo Siemens), una tecnologia di produzione molto pi\u00f9 comune per la produzione di silicio raffinato per ricavarne lingotti. Il metodo Siemens \u00e8 una tecnologia relativamente matura, mentre gli FBR vengono utilizzati solo di recente su larga scala. <\/p>\n\n

    Un fattore chiave che distingue queste due tecnologie \u00e8 il loro consumo di energia. Il metodo Siemens consuma enormi quantit\u00e0 di energia, e quindi questo tipo di impianti sono redditizi solo dove l’elettricit\u00e0 \u00e8 abbondante e poco costosa. Gli FBR, al contrario, utilizzano il 90% in meno di energia per produrre la stessa quantit\u00e0 di silicio rispetto al metodo Siemens. Il minor consumo di elettricit\u00e0 significa che gli FBR possono essere gestiti in modo redditizio in molti paesi e regioni in cui altrimenti non sarebbe redditizio operare. Inoltre, gli FBR offrono anche molti vantaggi ambientali. <\/p>\n\n

    Why would producers choose the Siemens method over FBRs?<\/h3>\n\n

    Gli FBR sono difficili da scalare e utilizzare. Gli ingegneri degli impianti hanno iniziato solo di recente a superare le sfide della scalabilit\u00e0 degli FBR, che si basano sulla fluidodinamica che avviene in un processo continuo<\/em> , non in un processo batch come nel metodo Siemens. Poich\u00e9 la tecnologia FBR \u00e8 pronta per il mercato solo di recente e richiede un enorme investimento iniziale, al momento della pubblicazione di questo articolo, gli FBR rappresentano solo il 5% della produzione di silicio.<\/a> <\/p>\n

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    Source: Wafer Silicon-Based Solar Cells Lecture<\/a>. No affiliation with MPE.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n

    The Silicon market and importance of purity<\/h3>\n\n

    Parte del successo (cio\u00e8 della redditivit\u00e0) delle raffinerie \u00e8 la loro capacit\u00e0 di produrre silicio di elevata purezza, se non semplicemente la massima purezza possibile. Il silicio di maggiore purezza, ad esempio, pu\u00f2 essere utilizzato per celle solari con maggiore efficienza, ottenendo una maggiore potenza elettrica e durata del prodotto. <\/p>\n\n

    Gli usi comuni del silicio raffinato in base alla purezza sono:<\/p>\n\n