La aleación de bario de silicio (SI-BA) se usa comúnmente como desoxidante y desulfurante en la fabricación de acero y como inoculante en la fundición. La preparación de la aleación SI-BA generalmente implica una reducción carbotérmica o una reducción aluminotérmica en un horno de arco eléctrico o un horno de arco sumergido. Los métodos principales son los siguientes:
1. Método de reducción carbotérmica
Este es el método más utilizado para producir aleación de silicio-bario. El proceso implica reducir los minerales que contienen bario (como barite, baso₄) y sílice (SiO₂) con carbono a altas temperaturas.
Ecuación de reacción:
BASO 4+4 C → BAS +4 co ↑ baso _4 + 4 c \ rectarrow bas + 4 co \ uparrowBASO4 +4 c → bas +4 co ↑ bas+sio {}}} c → → The °}}} uz + SIO _2 + 2 C \ rectarrow Basi + 2 CO uparrowBas + SIO2 +2 C → Basi +2 Co ↑
Pasos de proceso:
Preparación de la materia prima:Mezcle barite (baso₄), cuarzo (sio₂) y coque (c) en proporciones específicas.
Fundición:La mezcla se alimenta a un horno de arco eléctrico en1400–1600 grados, donde ocurren reacciones de reducción.
Separación de aleación:La aleación fundida de Si-Ba está separada de la escoria y las impurezas.
Casting y enfriamiento:La aleación se coloca en lingotes y se enfría antes de aplastar en tamaños de partículas requeridos.
2. Método de reducción aluminotérmica
Este método utiliza aluminio (AL) como agente reductor en lugar de carbono. Por lo general, se usa para la producción de SI-BA de alta pureza.
Ecuación de reacción:
3BAO {+2 al → 3BA+al2O33BAO + 2 al \ rectarrow 3Ba+al _2 o _33 bao +2 al → 3Ba+al2 o3 Ba+Si → Basiba+Si \ REDARROW
Pasos de proceso:
Mezcla:La barite (BAO), el dióxido de silicio (SIO₂) y el polvo de aluminio se mezclan en relaciones precisas.
Encendido:La mezcla se enciende a altas temperaturas (~ 2000 grados) para desencadenar una reacción altamente exotérmica.
Separación:La aleación fundida de ba-si se separa de la escoria de óxido de aluminio (al₂o₃).
Enfriamiento y procesamiento:La aleación solidificada se aplasta en gránulos o polvos según sea necesario.
3. Método de reducción electrolítica (menos común)
Implica la electrólisis de sales de bario y sílice en electrolitos fundidos.
Se pueden obtener aleaciones SI-BA de alta pureza, pero este método es costoso y es menos comúnmente utilizado en aplicaciones industriales.
