Ekstraksi Silikon dengan Metode Reduksi dan Distilasi

Mineral silikon merupakan mineral terbanyak ke dua di alam setelah gas helium. Walau terbilang banyak pengambilan atau pemisahan Silikon murni dari mineralnya cukup sulit. Karenanya Silikon diekstraksi dari senyawa oksida (silica) aau sulfidanya dengan metode reduksi. berikut tahapan-tahapannya.

Tahapan #1 ekstraksi silikon dengan metode reduksi dan distilasi

SiO₂ dipanaskan dengan kokas (karbon) pada suhu ± 3000^oC dalam tungku pembakaran maupun tanur listrik. Pereaksi ditambahkan dari atas tungku. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

SiO_2(s) + C_(s) --> Si_(l) + 2CO_(g)

Tahapan #2 ekstraksi silikon dengan metode reduksi dan distilasi

Lelehan Silikon yang dihasilkan dikeluarkan dari bawah tungku dan akan membentuk padatan. Si yang dihasilkan cukup murni dan dapat digunakan antara lain untuk pembuatan paduan dengan logam lain (alloy) Jika ingin memperoleh silikon dengan kemurnian lebih tinggi, maka dilanjutkan ke tahap3 berikut.

Tahapan #3 ekstraksi silikon dengan metode reduksi dan distilasi

Silikon dipanaskan dengan gas clorida. Reaksi yang terjadi adalah:

Si_(s) + 2Cl_2(g) --> SiCl_4(l)

Tahapan #4 ekstraksi silikon dengan metode reduksi dan distilasi

Lelehan SiCl₄ selanjutnya dimurnikan dengan proses distilasi

Tahapan #5 ekstraksi silikon dengan metode reduksi dan distilasi

SiCl₄ lalu direduksi menjadi Si melalui pemanasan dengan H₂ atau Mg. reaksi yang terjadi:

SiCl₄ + 2H₂ --> Si + 4HCl

SiCl₄ + 2Mg --> Si + 2MgCl₂
 

Tahapan #6 ekstraksi silikon dengan metode reduksi dan distilasi

Produk reaksi dicuci dengan air panas untuk memperoleh Si

Tahapan #7 ekstraksi silikon dengan metode reduksi dan distilasi

Silikon dimurnikan dengan alat zone refining. Dalam alat ini, batangan Si dilewatkan secara perlahan melalui alat pemanas. Pada zona pemanasan, batangan Si tersebut akan meleleh. Karena zat pengotor lebih mudah larut dalam lelehan dibanding dalam padatan Si, maka padatan tersebut akan terkumpul di dalam lelehan Si. Daerah lelehan yang tidak murni tersebut akan berpindah sepenjang batangan Si, selama proses berlangsung. Ketika daerah lelehan yang tidak murni telah sampai ke ujung, maka ujung ini akan dibiarkan membentuk padatan sebelum dipotong.