金屬硅的冶煉工藝

　　金屬硅熔煉屬于高耗能制造業(yè)，金屬硅的生產(chǎn)在我國已經(jīng)有著(zhù)悠久的歷史，隨著(zhù)國家能源政策的收緊和節能減排的發(fā)展，以及對新能源的推動(dòng)，已經(jīng)成為金屬硅熔煉的首要產(chǎn)品和工藝，國內很多新能源企業(yè)建設金屬硅、多晶硅、單晶硅、太陽(yáng)能電池等一系列循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，未來(lái)幾年必將影響我國整個(gè)能源領(lǐng)域的發(fā)展和新能源的應用?；どa(chǎn)用硅的必要性中國生產(chǎn)的金屬硅(含硅量主要為98.5%)、以冶金硅、化學(xué)硅(含硅量主要為99.85%)為主的生產(chǎn)從20世紀90年代中期開(kāi)始發(fā)展起來(lái)，中國化學(xué)硅產(chǎn)量和出口量增長(cháng)較快。1999年至2001年，中國對日化學(xué)硅出口達到2.2萬(wàn)噸、3萬(wàn)噸、4萬(wàn)噸，2001年中國對日化學(xué)硅出口已占日本化學(xué)硅進(jìn)口的40%以上。

　　中國開(kāi)始加入化學(xué)硅的生產(chǎn)國和供應國的行列，生產(chǎn)化學(xué)金屬硅的企業(yè)越來(lái)越多。中國金屬硅的年生產(chǎn)能力從2002年的10萬(wàn)噸迅速增長(cháng)到2004年的120萬(wàn)噸。其結果是國家發(fā)改委對其實(shí)施制裁，2006年金屬硅的實(shí)際產(chǎn)量降至70萬(wàn)噸。

　　化學(xué)硅是指用于生產(chǎn)有機硅和多晶硅的硅金屬。從世界范圍來(lái)看，冶金硅的消耗量大于化學(xué)硅的消耗量，但隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，化學(xué)硅用于有機硅和半導體生產(chǎn)等領(lǐng)域不斷擴大，廣泛應用于生產(chǎn)有機硅單體和聚合物硅油、硅橡膠、有機硅樹(shù)脂建筑防腐、防水劑等。它們具有耐高溫、電氣絕緣、耐輻射、防水等獨特性能。適用于電氣、航空、機械、化工、制藥、國防、建筑等部門(mén)。

　　作為集成電路核心的電子元器件，95%以上都是由半導體硅制成的，是當代信息產(chǎn)業(yè)的支柱。用于“信息高速公路”的光纖也是由硅金屬制成的。美國和歐盟已經(jīng)占據了金屬硅總消費量的一半以上?；瘜W(xué)硅作為高新技術(shù)領(lǐng)域和重要的基礎產(chǎn)業(yè)被廣泛應用，其消費量有穩步增長(cháng)的趨勢。在國際市場(chǎng)的正常情況下，化學(xué)硅的售價(jià)比冶金硅每噸高出300-400美元。因此，需要大力發(fā)展化學(xué)硅生產(chǎn)，無(wú)論是滿(mǎn)足出口和國內需求，還是提高金屬硅企業(yè)的經(jīng)濟效益，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

　　化學(xué)硅生產(chǎn)原料在化學(xué)硅生產(chǎn)中，原料是實(shí)現良好運轉的前提。以石英巖為原料生產(chǎn)化學(xué)金屬硅，以低灰分含碳材料為還原劑。電爐生產(chǎn)化學(xué)硅的主要原料是硅和碳。碳的原料主要是石油焦，用無(wú)煙煤或木炭，也可以摻部分，以增加阻力的裝料比。

　　硅氧化物礦物金屬硅的冶煉工藝是無(wú)渣工藝，化學(xué)硅冶煉對硅的選擇比較嚴格，不僅雜質(zhì)含量少，而且要求機械強度高，足夠的熱穩定性，合適的粒度組成。硅適合用于化學(xué)硅熔煉。天然形式的二氧化硅要么作為一種礦物存在。