Caracterização de escorias e recuperação do silicio

O silicio grau metalurgico (SiGM) e largamente produzido atraves da carboreducao do quartzo (Si02) a altas temperaturas, em processo sob fomo de arco submerso. Entretanto, para se obter uma composicao quimica de 98% a 99,5% em. peso, toma-se necessario submeter a uma ou mais etapas de refino atraves da injecao de nitrogenio e/ou oxigenio ao silicio em estado fundente. Desta forma, conduz-se a reacoes entre estas impurezas presentes no material fundido e os gases, originando as denominadas escorias, que correspondem ao volume de ~10% do volume total de SiGM produzido. No Brasil, a geracao anual destas escorias e de ~20,000 toneladas. Normalmente, estas escorias contem 50% de silicio total e 25-30% de Si livre (sendo o restante encontrado disperso sob a forma de oxidos, carbetos, silicatos e silicetos, tais como: SiO2, CaSiO4, SiC, CaSi, CaO, e FeO). A caracterizacao da composicao quimica e da estrutura cristalina da escoria de silicio foi realizada aplicando-se as tecnicas de espectroscopia de fluorescencia de raios-X (FRX) e difracao de raios-X (DRX). Observou-se que os elementos majoritarios sao Si (39-45%), Ca (5-11%), Fe (1-2%), e Al (1-8%). As principais fases cristalinas detectadas foram: silicio, siliceto de ferro e silicato de calcio. As concentracoes destas fases foram determinadas por DRX usando o metodo de padrao interno. Outra contribuicao relevante desta pesquisa foi o desenvolvimento de um processo de extracao do silicio metalico a partir das escorias por plasma termico, que resulta na obtencao de um silicio com pureza equivalente ao silicio grau metalurgico (SiGM) Abstract