A liga de silício-bár (Si-BA) é comumente usada como desoxidador e dessulfurizador na fabricação de aço e como inoculante na fundição. A preparação da liga Si-BA geralmente envolve redução carbotérmica ou redução de aluminotérmica em um forno de arco elétrico ou forno de arco submerso. Os principais métodos são os seguintes:
1. Método de redução carbotérmica
Este é o método mais amplamente utilizado para produzir liga de silício-bar. O processo envolve a redução de minerais contendo bário (como barita, baso₄) e sílica (SiO₂) com carbono a altas temperaturas.
Equação de reação:
Baso 4+4 c → bas +4 co ↑ Baso _4 + 4 C \ rightarrow Bas + 4 co \ uParrowBaso4 +4 C → Bas {6}} co ↑ BAS+SIO 2+2 C → Basi +2 co ↑ Bas+sio _2 + 2 C \ rightarrow Basi + 2 co \ uParrowbas+sio2 +2 c → Basi {16}
Etapas do processo:
Preparação de matéria -prima:Misture barita (Baso₄), quartzo (SiO₂) e Coca -Cola (C) em proporções específicas.
Fundição:A mistura é alimentada em um forno de arco elétrico em1400–1600 graus, onde ocorrem reações de redução.
Separação de liga:A liga derretida do Si-BA é separada de escória e impurezas.
Lançamento e resfriamento:A liga é lançada em lingotes e resfriada antes de esmagar em tamanhos de partículas necessários.
2. Método de redução de aluminotérmica
Este método usa o alumínio (AL) como um agente redutor em vez de carbono. É normalmente usado para produção de Si-Ba de alta pureza.
Equação de reação:
3bao +2 al → 3ba+al2o33bao + 2 al \ rightarrow 3ba+al _2 o _33 bao +2 al → 3ba+al2 o3 ba+si → basiba
Etapas do processo:
Mistura:Barite (BAO), dióxido de silício (SiO₂) e pó de alumínio são misturados em proporções precisas.
Ignição:A mistura é inflamada em altas temperaturas (~ 2000 graus) para desencadear uma reação altamente exotérmica.
Separação:A liga Ba-Si fundida se separa da escória de óxido de alumínio (Al₂o₃).
Resfriamento e processamento:A liga solidificada é esmagada em grânulos ou pós, conforme necessário.
3. Método de redução eletrolítica (menos comum)
Envolve a eletrólise de sais de bário e sílica em eletrólitos fundidos.
As ligas Si-BA de alta pureza podem ser obtidas, mas esse método é caro e menos comumente usado em aplicações industriais.
