工业硅是指在工业生产中有广泛用途的硅产品的统称。
包括：硅铁、金属硅、硅锰、硅铝、钡锰钛铁、硅锰钒铁、硅铝钡铁、硅铝铁、硅钙、硅钢板、铝硅合金、镍铬－镍硅热电偶丝、锰硅合金、稀土硅钙钡、硅钙合金、硅钡合金、硅铬合金、镁硅合金、锗硅合金、硅钴、硅青铜、铁硅合金、锌硅合金、硅钛铁合金、镍硅合金、铝镁、硅合金、铜硅合金等等
工业硅冶炼的原料
冶炼工业硅的原料主要有硅石、碳质还原剂。由于对工业硅中铝、钙、铁含量限制严格，对原料的要求也特别严格。
硅石中SiO2>99.0%，Al2O3<0.3%，Fe2O3<0.15%，CaO<0.2%，MgO<0.15%；粒度为15～80mm。
选择碳质还原剂的原则是：固定碳高，灰分低，化学活性好。通常是采用低灰分的石油焦或沥青焦作还原剂。但是，由于这两种焦炭电阻率小，反应能力差，因而必须配用灰分低，电阻率大和反应能力强的木炭（或木块）代替部分石油焦。为使炉料烧结，还应配入部分低灰分烟煤。必须指出，过多或全部用木炭，不但会提高产品成本，而且还会使炉况紊乱，如因料面烧结差而引起刺火塌料、难以形成高温反应区、炉底易开成SiC层、出铁困难等。
不能，自己看看吧。
金属硅的附加产品:包括硅微粉,边皮硅，黑皮硅，金属硅渣等。其中硅微粉也称硅粉、微硅粉或硅灰，它广泛应用于耐火材料和混凝土行业
金属硅的用途：金属硅（Si）是工业提纯的单质硅，主要用于生产有机硅、制取高纯度的半导体材料以及配制有特殊用途的合金等。
（1）生产硅橡胶、硅树脂、硅油等有机硅
硅橡胶弹性好，耐高温，用于制作医疗用品、耐高温垫圈等。
硅树脂用于生产绝缘漆、高温涂料等。
硅油是一种油状物，其粘度受温度的影响很小，用于生产高级润滑剂、上光剂、流体弹簧、介电液体等，还可加工成无色透明的液体，作为高级防水剂喷涂在建筑物表面。
（2）制造高纯半导体
现代化大型集成电路几乎都是用高纯度金属硅制成的，而且高纯度金属硅还是生产光纤的主要原料，可以说金属硅已成为信息时代的基础支柱产业。
（3）配制合金
硅铝合金是用量最大的硅合金。硅铝合金是一种强复合脱氧剂，在炼钢过程中代替纯铝可提高脱氧剂利用率，并可净化钢液，提高钢材质量。硅铝合金密度小，热膨胀系数低，铸造性能和抗磨性能好，用其铸造的合金铸件具有很高的抗击冲击能力和很好的高压致密性，可大大提高使用寿命，常用其生产航天飞行器和汽车零部件。
硅铜合金具有良好的焊接性能，且在受到冲击时不易产生火花，具有防爆功能，可用于制作储罐。
钢中加入硅制成硅钢片，能大大改善钢的导磁性，降低磁滞和涡流损失，可用其制造变压器和电机的铁芯，提高变压器和电机的性能。
随着科学技术的发展，金属硅的应用领域还将进一步扩大
金属硅的主要产区:金属硅主要分布在西南地区的云南，四川，贵州，广西，华中的湖南，湖北，华东的福建地区，东北地区主要是黑龙江的黑河，临江地带，吉林和辽宁，内蒙古，其中陕西青海等地也有厂家生产。
而且，由于纯度往往不够玻璃的要求，所以也不能
年产5万吨高纯工业硅项目
投资吉林2011年-03月-18日
来源: 吉林省政府网
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1 项目简介
1.1 项目背景
1.1.1项目提出背景
工业硅又称金属硅，是指以含二氧化硅为主的硅矿石和碳质还原剂等为原料，经过高温熔炼制成的含硅量98—99.9%以上的产品。工业硅是信息、新能源、新材料产业最基础的功能性材料，是硅产品产业链中的一个极为重要的上游产品。以其为基础衍生的工业产品，品种繁多，涉及的领域广泛，被誉为“魔术金属”、“工业味精”，其主要应用领域有四方面：一是用作冶炼铝材和钢材的添加剂。二是用于合成各种有机硅材料。三是经提纯后生成电子级高纯工业硅和太阳能级高纯工业硅。四是用于制造半导体硅、硅陶瓷、碳化硅、氮化硅等新材料。以工业硅为起点的产业链不但数量多、关联产业众多，而且链环长，层次高，科技含量大，是我国经济结构调整的主导方向之一。
高纯工业硅是工业硅中的高档产品，被誉为现代工业中的“大米”、光伏产业的“粮食”，是信息产业和新能源产业最基础的原材料，是半导体工业、电子信息产业、太阳能光伏电池产业的最主要、最基础的功能性材料。
生产高纯工业硅的主要原材料是硅石，珲春市及周边俄罗斯、朝鲜硅石资源丰富，
品位高。为了合理有效开发利用优势资源，根据市场需求，拟引进资金和技术，建设高纯工业硅项目。
1.1.2市场前景
1、国际市场
工业硅消费主要在4个领域：铝业占工业硅消费50%；钢铁业占工业硅消费15%；有机硅占工业硅消费30%；光伏电子产业占工业硅消费5%。目前，国际工业硅市场供需保持相对平衡，供需差量在较小的幅度内不断变化。
世界的工业硅材料工业生产高度集中，目前国外有工业硅生产厂家34个，主要集中美国、巴西和挪威三国，占世界（除中国）工业硅生产能力的65％。最大生产厂家主要有挪威的埃尔科姆公司、有布莱曼格尔、沙尔登和塔姆斯哈温三家大型工业硅生产厂家，产能11万吨。在法国、西班牙和南非拥有６家工厂的大西洋铁合金公司，产能22万吨、美国地球冶金公司，拥有维吉尼亚工厂等工业硅生产企业，产能15万吨。
2、国内市场
中国是世界工业硅生产量、出口量最大的国家，主要出口到日本、韩国、香港地区、英国、泰国。消费量也在逐年增加。我国工业硅消费主要在4个产业：1、铝业占工业硅消费60%；2、钢铁业占工业硅消费15%；3有机硅占工业硅消费2 0%；3、光伏电子产业占工业硅消费5%。
2005年，中国共生产工业硅73.2万吨，国内消费26.45 吨，出口54，5万吨，进口7.8万吨。2006年，共生产工业硅80.1万吨，比2005年增长9.5%，国内消费28.5吨，比2005年增长7.9%。其中铝业消费18.5万吨，钢铁行业消费4万吨，有机硅行业消费5.5万吨，光伏电子行业消费0.5万吨，出口61.3吨，进口9.7万吨。
中国工业硅生产企业数量多，最多时有400多家，目前仍有300多家，但总体规模小，技术落后，产品以低档次的441、553和中档的3303、2202为主，近几年，随着装备技术的提高，少数企业也能生产1101、3N、4N级产品。我国工业硅生产企业主要布局在云南、贵州、四川，黑龙江、吉林、内蒙古、福建和陕西，由于云贵川水电资源丰富，价格低廉，这三个省的工业硅生产企业占到中国工业硅生产企业的半数以上。
3、细分市场分析
工业硅中的化学用硅是需求最大、发展最快、应用最广的一个领域，全球目前每年以8%－10%的速度增长。用有机硅行业举例，有机硅主要的原材料就是化学级工业硅，占其生产总成本的30%左右，作为新型材料，由于有机硅产品有许多优良特性，广泛应用于人们生活的各个领域。主要产品有有机硅单体和聚合物硅油、硅橡胶、硅树脂等。2005年全球达到102亿美元的市场规模，预计未来几年仍保持5%—8%的增速；国内近3年有机硅的需求增长更是高达29%，预计2015年前仍将保持20%以上的增长速度。为满足有机硅行业发展的需求，中国氟硅有机材料工业协会理事长岳润栋建议，“十一五”期间企业要加大对科技的投入，逐步形成国家、企业、社会投资共同研发的格局，加快化学级工业硅的发展。
应用于电子行业的化学级工业硅（高纯工业硅）是一种优良的半导体材料，是国家鼓励发展的集成电路所需的多晶硅、单晶硅的原料。由于用于物理法生产多晶硅的原料—4N级高纯工业硅获得困难，使物理提纯工艺难以实现，从而使整个光伏产业链呈现出“下大上小”的金字塔格局，2005年国内太阳能级的需求量达到2882吨，而实际产量不足70吨。有资料表明，2010年国内用于太阳能级的高纯工业硅将达到4300吨以上，我国集成电路和太阳能电池对高纯工业硅的需求快速增长，2005年集成电路产业需要电子级高纯工业硅约1000吨，太阳能电池需要高纯工业硅约1400吨；到2010年，电子级高纯工业硅年需求量将达到约2000吨，太阳能级高纯工业硅年需求量将达到4300吨以上；全球需求量将达到8.6万吨以上，缺口5万吨以上。
冶金级工业硅的主要用途是作为有色金属合金的添加剂，起到提高基体金属强度、硬度和耐磨性的作用，其中最大的用途是作为铝合金的添加剂，约占工业硅总量的60%以上。由于汽车等交通工具不断轻量化，冶金用硅的需求量也在不断上升。
另外，随着我国汽车、摩托车及家电行业的迅速发展，国内市场对铝硅合金及工业硅派生产品也将需求迅速增长。
从表面看，目前工业硅供大于求,实质是低档次产品供大于求，而高档次产品（1 101级以上）仍然是供不应求，国际市场依然如此。表面供大于求的现象不会维持太久。从国家产业政策方面来分析，政府为了促进产业升级、保护环境、节能降耗，一边推行企业准入制度，一边提高电价，还租逐渐取消出口退税、增收出口关税、提高出口关税。产政策执行的结果是一些矿热炉容量小的企业被强制关停，一些技术落后、能耗高的且无资金实力的企业在市场竞争的作用下也逐渐退
出该行业。2005年以来工业硅价格一路上涨的现象正是国家产业政策作用的结果。
4、价格走势及预测
近几年，国际中低档工业硅价格呈U型变化，高档工业硅价格基本保持稳定，并略有上扬，当前国内1101＃价格为1.6万元～2.4万元，3N级工业高纯工业硅5万～12万元，4N级工业高纯工业硅20-38万元。预计2011年后中低档工业硅价格同2010持平，化学级以上工业硅价格将不断攀升。
因此，该项目所生产的化工级工业硅的市场需求量大，具有广阔的市场前景。
1.1.3项目建设的必要性和有利条件
1、具有得天独厚的区位优势
在珲春建设高纯工业硅项目可以充分利用珲春市所处的区位优势。珲春市位于吉林省东南部的图们江下游地区，地处中、朝、俄三国交界地带，是东北亚地区的几何中心，是图们江地区开发的前沿区和核心区。拥有三个国家级一类口岸和一个二类口岸，是吉林省对外进出口的纽带和桥梁，可以为项目产品面向东北，辐射全中国，出口俄罗斯、朝鲜、日本、韩国及欧美创造有利条件。
2、具有便捷的交通优势
珲春市交通条件便利，已初步构成了与内地及东北亚各国紧密相连的陆、海、空立体交通运输网络。陆运方面，长春——珲春高速公路已于2010年全线贯通，珲春与省会长春和州府延吉分别纳入“四小时经济圈”和“一小时经济圈”，经济要素流通速度大幅提高。连接东宁的省界公路已经建成，吉林—珲春客运专线铁路项目已经启动建设，预计2012年通车；全长218公里的珲春-东宁铁路已经批复可研，正在搞前期设计；珲春甩弯子到朝鲜训戎里的铁路也进入项目前期可研编制阶段。海运方面，已开通的海运航线有珲春-扎鲁比诺（俄）-束草（韩）、珲春-罗津（朝）-釜山（韩）、珲春至日本新泻等跨国陆海联运航线，珲春至敦贺航线已进行航线考察，从朝鲜的罗津港到上海、宁波的“内贸外运跨海联运”航线已经运行，进一步拉近了珲春和国内沿海城市的距离。空运方面，延吉机场距珲春96公里。国际航线有延吉——韩国首尔，每周是30多个班次；正在争取开通延吉——日本新泻；延吉——俄罗斯海参崴等航线。国内有飞至北京、上海、天津、青岛、烟台、沈阳、大连、长春、广州等航线。所有这些都充分表明珲春已成为我国向东北亚进出的重要交通要道。
3、具有政策优势
在珲春建设高纯工业硅项目，除享有享受国家赋予的行业相关优惠政策、西部大开发、东北老工业基地改造、边疆少数民族、国家级边境经济合作区等优惠政策外，还将享受珲春边境经济合作区的特殊扶持政策。
1.2 项目建设内容及产品规模
1.2.1项目主要建设内容
主要建设内容为：建设生产厂房8000平方米，供水系统、环保系统等配套设施用房10000平方米，厂区道路及停车场等4800平方米，厂区绿化3400平方米。购置和制作生产所需的冶炼炉、精炼炉、除尘系统等生产设备326台（套），监测、化验及其他设备9台套。
1.2.2产品规模
年产高纯工业硅5万吨，其中：1101级高纯工业硅4万吨，3N级高纯工业硅60 00吨， 4N级高纯工业硅4000吨。
1.2.3生产方案
1、产品方案
目前，国内外工业硅市场1101级以下（不包括1101级）产品基本处于供大于求的状况，且短时期内不会有很大变化。结合全油焦生产工艺产品产出比例，本项目产品方案为：年产高纯工业硅5万吨，其中：1101级高纯工业硅4万吨，3N 级高纯工业硅6000吨， 4N级高纯工业硅4000吨。
2、技术方案
1）国内外现状和技术发展趋势
冶金级工业硅由于生产技术简单，全世界生产企业众多，产量较大，供需基本保持平衡，且耗能高、附加值低，属国家限制类行业。目前国外有工业硅生产厂家30多家，主要集中在美国、巴西和挪威三国，占世界生产能力的65%，最大生产厂家主要有挪威的埃肯、巴西的莱阿沙、美国的全球冶金，电炉变压器容量大多在10000KVA—60000KVA，通用炉型为30000KVA，小于10000KVA的电炉基本停用。其发展趋势是矿热炉大容量化，由敞开式的固定炉体向旋转、封闭炉体发展，自
焙电极的应用、炉气净化处理、新型还原剂的开发与应用、炉外精炼技术的发展和应用、生产过程中的计算机管理和控制。其特点是电炉容量大、劳动生产率高、单位产品投资少、有利于机械化、自动化生产和控制环境污染。我国工业硅生产起步于上世纪的50年代，目前仍在生产的厂家约有300多家，电炉400多台，产能约为90—120万吨/年，产量约为70—90万吨。且大部分分布在福建和云、贵、川等小水电资源丰富的地区，受季节性影响较大。其突出特点是电炉容量小、台数多，厂家多而分散，操作机械化水平低、劳动生产率低，产品质量不稳，化学级工业硅产量低（不到产量的1/8），且能源消耗、原材料消耗和生产成本偏高（行业内称为“三高”）。从电炉变压器容量看，我国以3200Kva至6300kVA 的电炉为主要炉型，2006年国内已建成的10000kVA工业硅电炉仅有9座，2550 0kVA工业硅电炉仅有3座，平均炉容为2500KVA。从炉型看，我国工业硅生产企业大多采用敞开式固定炉体。因而我国工业硅发展受到产业结构不合理、技术落后、能耗高、自动化控制技术不成熟、还原剂开发落后、产品品质普遍偏低等因素的制约。近年来，经过部分厂家对工业硅的新工艺、新技术消化吸收和试验总结，在技术上已经取得了重大突破。如无木炭全油焦生产工艺，碳素电极生产新工艺和冶炼设备的低频电源、二次低压补偿、复合板水冷铜瓦、电机调节器、大截面水冷电缆、旋转炉体和低热辐射砌炉方法等新技术设备朝着高效节能和容量的大型化、控制的自动化、管理的现代化发展。在产品品位上，采用行之有效的工艺技术将逐步减少低附加值产品生产，提高产品等级，生产化学级及高纯工业硅。
2）生产方法
高纯工业硅系连续作业过程，无论是国内还是国外都用碳热法，即以硅石和碳质还原剂为原料，在埋弧电炉中由电热法冶炼生产的。工业硅冶炼化学反应比较复杂，但最基本的反应是：
SiO2+2C—→Si+2CO
生产方法的区别主要在碳质还原剂、碳质电极和炉型的选择上。近年来，经过国内部分厂家对工业硅的新工艺、新技术消化吸收和试验总结，在技术上已经取得了重大突破。如无木炭全油焦生产工艺，碳素电极生产新工艺和冶炼设备的低频电源、二次低压补偿、复合板水冷铜瓦、电机调节器、大截面水冷电缆、旋转炉体和低热辐射砌炉方法等新技术、新设备，工业硅生产朝着容量的大型化、控制的自动化、管理的现代化发展。
本项目采用“全油焦”生产方法。即冶炼用还原剂全部由石油焦，而不用木炭、
焦炭或煤。其原料路线具体是：将硅石从公司矿山运回后，通过人工挑选，再将合格硅石用水清洗除去泥土等杂质，再用破碎机破碎至20—100mm，然后筛分，再水洗除去碎石、石粉等，经称量后与石油焦按照一定比例混匀，将混匀后的合格料送至冶炼炉进行冶炼除杂，生产出合格产品。
3）技术来源及特点
商南中剑公司是国内第一家用“全油焦”生产工业硅的企业，自主研发的“全油焦”生产方法和工艺，属国内首创，完全具有自主知识产权，在国内同行业中处于领先地位。已得到陕西省发展和改革委员会陕发改产业函〔2006〕62号文确认，符合经国务院批准国家发改委2005年12月2日发布的第40号公告《产业结构调整指导目录（2005年本）》，属国家鼓励发展的产品和生产工艺，产品经国家质量技术监督局?国家进出口商品检验局认证实验室天津地质研究院地质矿产测试中心检测，纯度达到99.99%(4N级)。利用该方法和工艺生产的高纯工业硅产品，不仅质量稳定，达到“2202级”、“1101级”和“3N”、“4N”以上高规格的国际标准，而且降低了产品的能耗。更为重要的是全部用石油焦替代木炭作为还原剂从根本上解决了企业生产与生态环境建设中“严禁伐木烧炭”之间的突出矛盾，既保证了企业生产所需的原料，又有效的保护了自然生态环境，从根本上解决了企业长期发展的战略问题。
“全油焦”生产方法和工艺具有以下特点：
一是配方科学，确保固定碳含量高且稳定，使石油焦中的C和硅石中的SiO2最大限度的发生氧化、还原反应，破环和降低碳化硅的形成和一氧化硅的排放，从而提高了产品产量、保证了质量的稳定性。
二是采用和掌握了低电流高电压操作技术，不但降低了无功功率，使有功功率提高了10%，最大限度地发挥了电炉的功率因素，温度高、化料快，使每吨产品电耗由14000度降低到12000度，而且使电极消耗由原来的130Kg/t降低到100Kg /t。
三是采用空心电极、加厚炉壁，由电极顶部在冶炼的同时用自制的特殊设备在保持高温的同时加入氧气等气体，在炉内直接精炼，使产品一步达到99.9%（3N）以上级别。
四是采用特殊的炉外精炼方法，使硅水中的铁、铝、钙等除杂率分别提高到20%、40%、75%以上，保证了高等级硅的产出率，每炉4N产品的比例为40%以上，剩余产品硅含量均在99.7%以上，所有产品均达到国际标准以上。
该项目所用的全油焦高纯工业硅生产技术，是对我国工业硅生产技术在生产领域内的创新，填补了国内空白，有利于我国有机硅行业及多晶硅太阳能电池行业的整体提升。
4）工艺流程
工艺流程简述：该项目采用的工艺技术路线是：首先将合格硅石用水清洗除去泥土等杂质，经破碎机破碎至20—100mm，然后筛分，再水洗除去碎石、石粉等，经称量后与石油焦按照一定比例混匀，将混匀后的合格料送至冶炼炉进行冶炼除杂，硅液形成后通入空气增加透气性以进一步除杂，一部分硅液冷却后直接产出1101#及3N产品，一部分硅液送至特制硅包通氧进行精炼，精炼后的硅液在送入精炼炉进一步精炼、加氧增压分离除杂，冷却后产出4N级高纯工业硅产品，经精选、清洗，最后破锭包装入库。
精炼工艺：为使精炼过程顺利完成，本工艺采用氧气和空气混和底吹的方式，底吹氧的透气砖安装在包底中，透气砖内有较多的细铜管，氧气和空气从细铜管中吹向硅熔液实施精炼，空气在吹氧结束后亦通过透气砖向硅熔液中形成正压。精炼过程需要搅拌，搅拌采用压缩空气搅拌，其目的是为了改善渣—金属元素相反应的动力学条件，加速造渣，尽快脱除杂质，减少热损失和硅液粘包。
工艺简述：从氧气站和空压站输送来的氧气和压缩空气经计量由耐热橡胶管输人硅包底部散气砖中与刚出炉的硅液进行反应，脱除杂质Ca和Al。在出炉前2-3 m in，先向包底通人压缩空气，以防止硅液灌人透气孔，当硅液达1/3硅包深度时，即可开启氧气进行氧化精炼。待出完炉堵眼后并完成精炼，(铝、钙等含量达要求值以下)即可关闭氧气，并将砖包由出炉小车拉至浇铸间进行浇铸，倒完硅液后继续通人压缩空气3-5m in，防止散气孔的堵塞，稍后即可拔去热耐橡胶管，并扒去硅渣，等待出下一炉。
工艺流程图（如下所示）：
5）主要物料消耗
主要物料消耗定额表
1.3 经济和社会效益预测
本项目建成达产后，可实现年销售收入18.2亿元、利润4.5亿元、税金2.2亿元。
1.4 项目总投资及筹资方案
本项目总投资6亿元。其中：固定资产投资4.8亿元，流动资金1.2亿元。
项目建设所需投资全部招商引资。
1.5 合作方式
本项目可以采取独资、合资、合作等方式进行建设。
1.6 需外方投资方式
资金。
1.7 项目建设地点
珲春边境经济合作区。
1.8 项目进展情况
已完成项目建议书。
2、项目单位概况
2.1 基本情况
招商单位：珲春边境经济合作区管理委员会
法定地址：珲春边境经济合作区
法人代表：王金玉
2.2 招商单位概况
珲春边境经济合作区是1992年经国务院批准设立的国家级开发区。位于珲春市区南部，与市区一河之隔。行政区划面积73平方公里，规划面积24平方公里。2000年和2001年，国务院又先后在合作区内批准设立了珲春出口加工区和珲春中俄互市贸易区,使合作区成为目前全国唯一集边境经济合作区、出口加工区、互市贸易区三区于一体，开发方式独特、开放条件优越的特殊区域。为加快推进图们江地区国际合作开发，吉林省政府在珲春又先后设立了吉林省日本工业园区、吉林省韩国工业园区、吉港工业园区及珲春俄罗斯工业园区。
2.3 联系方式
联系单位：吉林省珲春边境经济合作区经济技术合作局
联系人：王节兴
电话：0086-433-7613299
传真：0086-433-7612899
电子邮箱：hunchunzsj@https://www.doczj.com/doc/e03092610.html,
邮政编码：133315
通讯地址：吉林省珲春边境经济合作区管委会办公楼
工业上，通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得。
化学反应方程式：SiO2 + 2C → Si + 2CO
这样制得的硅纯度为97~98%，叫做金属硅。再将它融化后重结晶，用酸除去杂质，得到纯度为99.7~99.8%的金属硅。如要将它做成半导体用硅，还要将其转化成易于提纯的液体或气体形式，再经蒸馏、分解过程得到多晶硅。如需得到高纯度的硅，则需要进行进一步的提纯处理。
工业硅
工业硅又称结晶硅或金属硅，固体呈暗灰色，有金属光泽，熔点高、耐热性好、电阻率高，高温熔体状态为良导体，质坚性脆。广泛应用于研制铝合金、制取有机
硅、单晶硅和耐高温材料，还可用作特种钢的添加剂，是一种广受欢迎的半金属。
工业硅的主要用途是作为非铁基合金的添加剂。工业硅也用作要求严格的硅钢的合
金剂，冶炼特种钢和非铁基合金的脱氧剂。工业硅经一系列工艺处理后，可拉制成
单晶硅，供电子工业使用，在化学工业中用于生产有机硅等，因此它有魔术金属之称，用途十
主要包括电炉炉型、电炉变压器(50000KV A)、电控、配料上料、电炉加料、炉前出炉及浇铸、产品加工等主要设备的选择。电炉炉型通常选用矮烟罩半封闭固定式还原电炉。配套的电源调整控制柜以及检验仪器仪表及其他配套设备组成1条生产线。
工业硅酸钠工艺规程 1．目的为了对生产过程进行控制及便于操作，以保证生产出合格的硅酸钠产品。 2．范围适用于泡花碱车间马蹄焰窑炉硅酸钠产品生产过程。 3．产品说明 3.1 名称化学名称: 硅酸钠又称水玻璃俗名: 泡花碱英文名称: Sodium Silcate 化学式: Na2O?nSiO2 (其中n 为模数) 说明：模数在3以上的称为“中性”水玻璃，模数在3以下的称为“碱性”水玻璃。 3.2 性质 3.2.1 物理性质 3.2.1.1 外观固体水玻璃: 淡兰色、青绿色、天蓝色或黄绿色玻璃状物。液体水玻璃: 无色透明或带浅灰色粘稠状液体。当杂质含量极少时，玻璃状无水固体硅酸纳是无色透明的玻璃体。随着杂质含量的增加，玻璃体出现颜色。杂志中铁的氧化物使其呈现淡棕或深棕色，甚至是黑色。颜色的深浅又随模数的减小而加深。 3.1.1.2 密度: 随着模数的降低而增大。当模数从3.33 下降到1时，密度从2.413增大到2.560。 3.1.1.3 熔点: 无固定熔点， "中性"水玻璃大约在550℃左右软化。 3.1.1.4 对急冷急热非常敏感，受到这种作用时，立即裂成不规则的小碎块。 3.1.1.5 溶解度: 固体水玻璃在水中溶解度随下列因素有关 a 与压强有关，压强升高，溶解速度增大。 b 在相同的压强下，随水玻璃模数增大，溶解速度而减少。 c与固体水玻璃的粒度有关，粒度越大，所用的溶解时间越长。 3.1.1.5模数：硅酸纳中的二氧化硅与氧化纳的摩尔比称为模数。模数既显示硅酸纳的组成，又影响硅酸纳的物理、化学性质。模数与质量百分比的关系如下式： M=SiO ２%∕Na２O%×1.032 式中Ｍ为模数，1.032为换算系数（Ｎa２O与ＳiO２分子量之比）。 3.2.2 化学性质无论是块状或粉状固体无水硅酸纳，对酸都很难起起作用。但易被氢氟酸分解，生成挥发性的SiF4和碱金属氟化物。苛性碱能溶解固体硅酸钠，特别对细粉状物的反应更快。 a 水玻璃的水溶液能发生强烈的水解反应而使溶液呈碱性。 b 强酸、弱酸、甚至电解质，在加热或在室温，都能使水玻璃水解而析出二氧化硅。 c氯气在低于100 ℃时，即能相当剧烈地分解固体硅酸钠。生成NaCl、SiO2、并放出氧气。 d H2O2能与固体硅酸纳起反应，生成含氧气泡的二氧化硅凝胶。模数高的硅酸钠
.1项目主要建设内容 主要建设内容为：建设生产厂房8000平方米，供水系统、环保系统等配套设施用房10000平方米，厂区道路及停车场等4800平方米，厂区绿化3400平方米。购置和制作生产所需的冶炼炉、精炼炉、除尘系统等生产设备326台（套），监测、化验及其他设备9台套。 1.2.2产品规模 年产高纯工业硅5万吨，其中：1101级高纯工业硅4万吨，3N级高纯工业硅6000吨， 4N 级高纯工业硅4000吨。 1.2.3生产方案 1、产品方案 目前，国内外工业硅市场1101级以下（不包括1101级）产品基本处于供大于求的状况，且短时期内不会有很大变化。结合全油焦生产工艺产品产出比例，本项目产品方案为：年产高纯工业硅5万吨，其中：1101级高纯工业硅4万吨，3N级高纯工业硅6000吨， 4N级高纯工业硅4000吨。 2、技术方案 1）国内外现状和技术发展趋势 冶金级工业硅由于生产技术简单，全世界生产企业众多，产量较大，供需基本保持平衡，且耗能高、附加值低，属国家限制类行业。目前国外有工业硅生产厂家30多家，主要集中在美国、巴西和挪威三国，占世界生产能力的65%，最大生产厂家主要有挪威的埃肯、巴西的莱阿沙、美国的全球冶金，电炉变压器容量大多在10000KVA—60000KVA，通用炉型为3000 0KVA，小于10000KVA的电炉基本停用。其发展趋势是矿热炉大容量化，由敞开式的固定炉体向旋转、封闭炉体发展，自焙电极的应用、炉气净化处理、新型还原剂的开发与应用、炉外精炼技术的发展和应用、生产过程中的计算机管理和控制。其特点是电炉容量大、劳动生产率高、单位产品投资少、有利于机械化、自动化生产和控制环境污染。我国工业硅生产起步于上世纪的50年代，目前仍在生产的厂家约有300多家，电炉400多台，产能约为90—120万吨/年，产量约为70—90万吨。且大部分分布在福建和云、贵、川等小水电资源丰富的地区，受季节性影响较大。其突出特点是电炉容量小、台数多，厂家多而分散，操作机械化水平低、劳动生产率低，产品质量不稳，化学级工业硅产量低（不到产量的1/8），且能源消耗、原材料消耗和生产成本偏高（行业内称为“三高”）。从电炉变压器容量看，我国以3200Kva至6300kVA的电炉为主要炉型，2006年国内已建成的10000kVA工业硅电炉仅有
门户--黄页--价格监测--光伏杂志--专题 导语：现阶段光伏行业，单晶硅电池和多晶硅电池是比较常见的两种太阳能电池，他们各有优缺点，近来集合两种电池 优点于一身的准单晶电池逐渐进入人们的视野。生产制造这几种太阳能电池的原材料是硅锭，根据分类的不同，硅锭可 以由多种不同的制备方法制得。硅锭再经过表面整形、定向、切割、研磨、腐蚀、抛光和清洗等一系列工艺处理之后， 加工成制造太阳能电池的基本材料——硅片。 一、单晶硅
1.概念 单晶硅，英文，Monocrystalline silicon，是硅的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%，甚至达到99.9999999%以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。 熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。 单晶硅 2.制备方法 单晶硅按晶体生长方法的不同，主要分为直拉法（CZ）和区熔法（FZ）。 直拉法：直拉法又称切克劳斯基法，它是在1917年有切克劳斯基（Czochralski）建立起来的一种晶体生长方法，简称CZ法。直拉单晶制造是把原料多硅晶块放入石英坩埚中，在单晶炉中加热融化，再将一根直径只有10mm的棒状晶种（称籽晶）浸入融液中。在合适的温度下，融液中的硅原子会顺着晶种的硅原子排列结构在固液交界面上形成规则的结晶，成为单晶体。把晶种微微的旋转向上提升，融液中的硅原子会在前面形成的单晶体上继续
结晶，并延续其规则的原子排列结构。若整个结晶环境稳定，就可以周而复始的形成结晶，最后形成一根圆柱形的原子排列整齐的硅单晶晶体，即硅单晶锭。当结晶加快时，晶体直径会变粗，提高升速可以使直径变细，增加温度能抑制结晶速度。反之，若结晶变慢，直径变细，则通过降低拉速和降温去控制。拉晶开始，先引出一定长度，直径为3～5mm的细颈，以消除结晶位错，这个过程叫做引晶。然后放大单晶体直径至工艺要求，进入等径阶段，直至大部分硅融液都结晶成单晶锭，只剩下少量剩料。 控制直径，保证晶体等径生长是单晶制造的重要环节。硅的熔点约为1450℃，拉晶过程始终保持在高温负压的环境中进行。直径检测必须隔着观察窗在拉晶炉体外部非接触式实现。拉晶过程中，固态晶体与液态融液的交界处会形成一个明亮的光环，亮度很高，称为光圈。它其实是固液交界面处的弯月面对坩埚壁亮光的反射。当晶体变粗时，光圈直径变大，反之则变小。通过对光圈直径变化的检测，可以反映出单晶直径的变化情况。自动直径检测就是基于这个原理发展起来的。 直拉法
工业硅电炉烟气净化技术 工业硅电炉的烟气治理，目前各级政府高度重视，各厂家急需解决的首要问题。一谈到烟气治理，大家就想到先进的治理技术和投资，如何去治理的问题。根据多年的生产实践经验证明，烟气量产生的大小与厂家的技术和管理关系很大。生产技术稳定、管理先进的企业，产品质量高，消耗低，除尘效果好，排放达标。技术管理差的企业，产品质量差，消耗高，污染严重。在生产过程中，除设备结构影响外，生产操作技术的控制直接影响电炉烟气量的大小。目前研究回收一吨硅微粉价值的人多，研究在炉内变成一吨硅价值多少的人少。要解决工业硅厂家的经济技术问题，彻底治理烟气，提高经济社会效率，其措施是： (1)减少烟气量，提高生产操作技术水平。 操作技术不当是造成烟气量增大的主要原因。大多厂家存在的问题是电炉结构参数不匹配，高电压、高产量、超负荷错误用电造成了严重刺火，配比不严格，冶炼方法不当造成严重的刺火。工业硅熔炼是在电炉埋弧状态下连续进行的。操作中要做到闭弧操作，适时加料和捣炉，调整炉料电阻和电流电压的比值。闭弧操作的优点是：炉内料层结构能形成一个完整的体系，炉料依次下沉;弧光不外露，保持高炉温;电极消耗平衡稳定，避免发生电极折断;料面温度较低，提高电炉设备的利用率;粉尘量较少，可使电炉操作有一个较好的环境。无论电炉容量大小，都能做到闭弧操作，这是减少烟气量，提高硅回收率，降低消耗，解决操作和烟尘净化之间恶性循环的重要措施。 (2)烟气净化设备的选择。 熔炼一吨工业硅约产生2000-2600M3的烟气，经炉口燃烧后混入大量冷空气，硅微粉在空气中停留时间长，不易沉降，比电阻大，硅粉带油性，粘度随温度的增高而增大。因此，要净化收集硅微粉，就要必须对烟气进行二次燃烧降温和预除尘等一系列处理。6300KVA电炉的二次燃烧室选择25-30M3;预除尘器采用二级旋风除尘器;热交换器采用循环给水控制;风机功率选用180-250KVA;除尘器采用正压大布袋除尘器，设备根据实际情况，大多采用非标准件。 (3)净化原理。 采用火花捕集装置进行充分燃烧，将未燃尽带有火花的炭粒收集下来，消除了火花烧坏
1、硅的主要物理化学性质有哪些 答：硅的主要物理化学性质如下： 原子量：28.086 比重：2.34g/cm3 沸点：3427 C 熔点：1413 C 比热：（25 C时）4.89卡/克分子度 比电阻：（25 C时）214000欧姆厘米 纯净结晶硅是一种深灰色、不透明、有金属光泽的晶体物质。它即不是金属，又不是 非金属，介于两者之间的物质。它质硬而脆，是一种良好的半导体材料。硅在常温下很不活 泼，但在高温下很容易和氧、硫、氮、卤素金属化合成相应的硅化物。 硅与氧的化学亲合力很大，硅与氧作用产生大量的热，并形成SiO2： Si+ O2= SiO2 △ H298=-21O.2千克/克分子 二氧化硅在自然界中有两种存在形式：结晶态和无定形态。结晶态二氧化硅主要以简 单氧化物及复杂氧化物（硅酸盐）的形式存在于自然界。冶炼硅所用硅石，就是以简单氧化 物形式广泛存在的结晶态二氧化硅。结晶态二氧化硅根据其晶型不同，在自然界存在三种不同的形态：石英、鳞石英、方石英。这几种形态的二氧化硅又各有高温型和低温型两种变体。 因而结晶态二氧化硅实际上有六种不同的晶体，各种不同的晶型存在范围、转化情况，随压 力温度的变化二氧化硅的晶型转化不同，不仅晶型发生变化，而且晶体体积也随着自发生变 化。特别是从石英转化成鳞石英时，体积发生明显的膨胀，这就是硅石在冶炼过程中发生爆 裂的主要原因。 结晶的二氧化硅是一种硬、较脆，难熔的固体。二氧化硅的熔点为1713C 、沸点为2590C 。二氧化硅的化学性质很不活泼，是一种很稳定的氧化物。除氢氟酸外、二氧化硅不溶于任何 一种酸。在低温下比电阻很高（1.0 to3Q?Cm但温度升高时，二氧化硅的比电阻急剧下降,
宜兴市中宇电冶设备有限公司 33000KVA半封闭式工业硅矿热炉 技术方案 1电炉设备
1.2 电炉设备设计 1.2.1矿热炉设备设计要求 矿热电炉采用半封闭型式，采用铜瓦压力环式电极把持器，电炉炉底通风冷却，炉体采用旋转炉体，炉体测温，变压器长期具备20%的长期超负荷能力。 短网系统、铜瓦、进线电缆都长期具备20%以上的超负荷能力。 烟道与炉盖之间设置了可靠绝缘。 液压系统采用组合阀，并设置储能器。 电极升降油缸上、下两端均设绝缘加以保护。高压油管两端全部带绝缘。 为防止电极偏斜，设计时在炉盖、平台及电极导向装置，电极导向装置设绝缘。 所有管道均设管道沟，便于检修。闸阀采用不锈钢丝杆，以增加其使用寿命。 每组分水器设3路备用水路，分水器阀门采用不锈钢或铜球阀，分水器给、回水路布局合理。 炉盖采用框架式水冷结构，中心区采用不导磁材料制作。 电炉烟道在二、三楼之间设水冷段，以降低烟气温度。 1.2.2工艺设计要求 电炉厂房柱子跨距按6m、7.5m布置。 电炉车间分设四个跨区，分别是变压器跨（偏跨）7.5m、电炉跨18m、浇注跨24m、成品跨18m。 电炉跨初定为五层平台分别为： a)+0.0m出渣铁轨道平台 包括铁道、出铁车和铁包、出渣车和渣包等。 其中+2.4m平台为局部出铁操作平台：该平台正对出铁口，包括烧穿器、出铁挡板等出炉工具等。 b)+7.0m电炉炉口操作平台
电炉控制室计算机室布置在此平台上，冷却水系统的分水器和回水槽布置在该平台上、炉口操作工具等。 C)+11.8变压器放置平台 电炉设有三台单相变压器，放置在此平台上成三角形布置，为方便变压器安装、检修、更换设有变压器吊装孔。 d)+18.3m电极升降机构平台 平台空间内安装有电极升降、压放装置及电炉料管插板阀。液压站也布置在此平台上。 e)+24.8m电炉电极支承及接长电极壳、加入电极糊及加料平台 炉顶料仓座在此平台上。环形加料机及布料皮带均布置在该平台上，此层平台布置有可储存5～8批混合料的中间过度料仓。 1.3 矿热炉结构 1.3.1矿热炉炉体 组成：炉体旋转机构、炉底、炉壳、出铁口等。 炉体旋转机构严格按图纸要求施工，炉底设计、制作、安装时其平面度误差＋10mm。工字钢板下部用钢板连接并焊制一起。炉壳内径9200mm，高度5000mm，炉壳采用焊接形式。侧壁采用20mm钢板焊接，底部采用22mm钢板制作。 炉体设有5个出炉口，出铁口夹角72o 炉壳分瓣制作，组装后炉壳的直径极限偏差为+18mm。 1.3.2铁口出铁排烟系统 组成：由烟罩、烟气管道、电动翻板阀、烟罩及烟道吊挂等组成。在出炉时，用于对出炉口烟气进行收集、输送。排烟罩上喷涂耐火材料及打结需要的锚钩，防止烟气温度高使之变形。 1.3.4 矿热炉电极把持器 组成：组合式把持器由上、下两部分组成。电极把持器上部主要包括：电极升降装置、电极抱紧压放装置，上部把持器桶及导向系统、液压机管路等。电极把持器下部主要包括：下部把持筒、防磁不锈钢水冷保护屏、炉内导电铜管、铜瓦、压力环及绝缘系统等部件。每相电极把持器设10片铜瓦，一个压力环、4
工业硅冶炼操作工艺 西安宏信矿热炉有限公司
一、工业硅生产工艺流程图
二、工业硅生产安全管理制度 工业硅生产是铁合金生产中最为精细的一种产业，要求每个操作人员必须经过严格培训，掌握生产个环节的重点和工艺要素，作到心中有数。只有这样才能将生产管理规范化、精细化，生产出高品级的工业硅。 1、冶炼工技术操作职责 ?保证高温冶炼，尽量减少热损失，使SiC的形成和破坏保持相对平衡。 ?炉料混合均匀后加入炉内。 ?正常冶炼的操作程序是沉料—攒热料—加新料—焖扎盖。 ?要垂直于电极加料，不要切线加料。料落点距电极100mm左右，不允许抛散炉料。 ?炉料形状和分布要合理，集中加料后，使料面呈馒头形状，料面要高于炉口200—300mm。 ?每班接时要捣炉，捣出的黏料捣碎后推到炉心。 ?沉料、捣炉时动作要块，不要碰撞电极、铜瓦和水套。 ?根据炉料融化情况加料，尽量做到加料量、用料量和出硅量相适应。 ?保持合理的料层结构，捣松的炉料就地下沉，不要大翻炉膛。 ?使用铁质工具沉料、捣炉时，动作要块，避免融化铁铲和捣炉棒。 ⑴木块等碳质还原剂在加料平台上可单独堆放，沉料结束或处理炉况时先加木块于电极根部凹坑处，然后加混合料盖住。 ⑵ 仔细观察仪表，协调其他人员用计算机控制电极的压放，使三根电极平衡运行。 ⑶ 随时了解电炉电流、电压的变化情况，给予适当的调整。
2、出炉工技术操作职责 ①正常情况下，每班出3—4炉，尽量大流量、快出硅。 ②出炉前先将炉眼、流槽清理干净，准备好出炉工具和材料。 ③用烧穿器前，要先将钢钎清除炉嘴外的结渣硅，使炉眼保持φ150mm左右的喇叭口形状，然后用烧穿器烧开炉眼。能用钢钎捅开时不用烧穿器。 ④当流量小时，要用木棒捅炉眼、拉渣，用烧穿器协助出硅。 ⑤堵炉眼前炉眼四周和内部渣滓扒净，用烧穿器修理炉眼至通畅光滑，然后堵眼，深度超过或达到炉墙厚度。 ⑥堵眼时如果炉气压力过大无法堵塞，要停电堵眼。 ⑦出炉口和硅包附近要保持干燥，禁止积水，防止跑眼爆炸。 ⑧精练产品要按方案进行，不可随意改变供气量、精练时间、造渣剂的比例等。精练时注意安全，防止硅液飞溅、过大氧气回火等事故发生。 ⑨浇注前要修补好锭模，放好挡渣棒，锭模底部可适当放适量合格硅粒，或涂脱模剂，保护锭模。 ⑩浇注时，硅包倾倒至硅液快要流出时，稍停片刻，使硅渣稳定，再使硅液从包嘴慢慢流入缓冲槽。 ⑴工业硅锭冷却到乌红时，用专用吊具从锭模中吊出，转移到冷却间。严禁用水急冷。 3、电工技术操作职责 ①持证上岗，遵守供用电制度，要求与变电站和生产指挥紧密配合。 ②电工作到四会：会原理、会检修、会接线、会操作
硅的化学制法 学院：洛阳理工学院 系别：材料科学与工程系 专业：无机非金属专业 班级：B070104 学号：B07010419 姓名：孙俊
硅的化学制法 摘要：本文通过对硅的分类介绍，简要的对硅进行了分析，同过对硅的用途认识，详细地研究了硅的普通化学制法及国内外多晶硅生产的主要工艺技术。 关键词：硅，单晶硅，多晶硅，化学制法 正文 硅有晶态和无定形两种同素异形体。晶态硅又分为单晶硅和多晶硅，它们均具有金刚石晶格，晶体硬而脆，具有金属光泽，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，具有半导体性质。以下对单晶硅和多晶硅进行简单的介绍。 硅，英文名： Monocrystalline silicon ，分子式： Si 。硅的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999％，甚至达到99.9999999％以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。单晶硅具有准金属的物理性质，有较弱的导电性，其电导率随温度的升高而增加，有显著的半导电性。超纯的单晶硅是本征半导体。 硅是制造半导体硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。单晶硅是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势，近三十年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。 单晶硅建设项目具有巨大的市场和广阔的发展空间。在地壳中含量达25.8%的硅元素，为单晶硅的生产提供了取之不尽的源泉。 近年来，各种晶体材料，特别是以单晶硅为代表的高科技附加值材料及其相关高技术产业的发展，成为当代信息技术产业的支柱，并使信息产业成为全球经济发展中增长最快的先导产业。单晶硅作为一种极具潜能，亟待开发利用的高资源，正引起越来越多的关注和重视。 多晶硅，英文名：polycrystalline silicon ，性质：灰色金属光泽。密度2.32~2.34。熔点1410℃。沸点2355℃。溶于氢氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和盐酸。硬度介于锗和石英之间，室温下质脆，切割时易碎裂。加热至800℃以上即有延性，1300℃时显出明显变形。常温下不活泼，高温下与氧、氮、硫等反应。高温熔融状态下，具有较大的化学活泼性，能与几乎任何材料作用。具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料，但微量的杂质即可大大影
工业硅冶炼及炼硅炉基本知识 工业硅消费增产降耗的措施主要有:1.把握炉况及时调整料比，坚持适合的C/SiO2分子比，适合的物料粒度和混匀，避免过多SiC生成。2.选择合理的炉子构造参数和电气参数，保证反响区有足够高的温度，合成消费的碳化硅使反响向有力消费硅的方向。3.及时捣炼硅炉，协助沉料，防止炉内过热，形成硅的挥发，或再氧化成SiO，减少炉料损失，进步Si回收率。4.坚持料层具有良好的透气性，可及时排出反响消费的气体，减少热损失和SiO大量逸出。 一、消费工业硅的原料 冶炼工业硅的原料主要有硅石、碳素复原剂。 (一)硅石硅石要有一定的抗爆性和热稳定性，其中抗爆性对大炉子很重要，对容量小的炉子请求可略为降低。有些硅石很致密，难复原，形成冶炼情况不顺，经济指标差，很少采用。 硅石的粒度视炉子容量的大小不同而异，普通5000KVA以上的炉子，硅石粒度为50-100毫米，且40-60毫米的粒度要占50%以上。 硅石要清洁无杂质，破碎筛分后，要用水冲洗，除掉碎石和泥土。目前对新采用的硅石在化学成分、破碎合格以后，还要在消费中试用。经济指标较好，才干长期运用。 (二)碳质复原剂优选各种不同碳质复原剂，请求固定碳高，灰分低，化学生动性要好，采用多种复原剂搭配运用，以到达最佳冶炼效果。冶炼工业硅所用的碳质复原剂有:石油焦、沥青焦、木炭、木块(木屑)低灰分褐煤，半焦和低灰、低硫烟煤等。
石油焦:其特性是固定碳高，灰分低，价钱低廉，并且能使料面烧结好，但高温比电阻低，影响电极下插，反响才能差。要选择固定碳大于82%，灰分小于0.5%、水份稳定，动摇不许超越1%，以免影响复原剂配入量。粒度请求4-10毫米，粒度配合比例要适宜。粉料多烧损大，下部易缺碳，透气性不好；粒度大数量多比电阻小，电极易上抬。 木块(或木屑):其性质接近木炭，在炉内干馏后，在料下层构成比木炭孔隙度、化学生动性更好的木炭。所运用的木块(或木屑)要清洁无杂物，不许代入泥土等杂质。木块长度不得超越100毫米。 褐煤、烟煤：有比电阻、挥发份高，孔隙度大，化学生动性好，料面烧结性强，价钱低廉的特性。挥发份在料层中挥发利于料面烧结和闷烧，而且能够构成疏松的比外表积大，比电阻极大的焦化碳，对冶炼很有利。请求灰分小于4%，粒度小于25毫米，否则不能运用。褐煤性质接近木炭，可作木炭的代用品。 碳素复原剂品种不同，即便同种但产地不同性质也不相同。可搭配运用，求得更好的经济效益。如运用石油焦60-80%，木炭(或加局部木块)20%；石油焦60-70%，木炭(或木块)20-40%，烟煤5-10%搭配运用，效果比拟好。国外采用石英与复原剂职称团块炉料，先焙烧停止复原，再冶炼工业硅，使电耗降低到9000Kwh/t以下。 二、冶炼原理 在工业硅的消费中，普通以为硅被复原、炼硅炉中的反响式为 SiO2液+2C=Si液+2CO T始1933K(1) 实践消费中硅的复原是比拟复杂的，从冷态下炉内状况动身，对实践消费中炉内物化反响停止讨论。消费过程中的运转表示大致如下：
12500KVA工业硅电炉 工业硅技术安全操作规程
基本原理 工业硅是以硅石为原料，用石油焦、精洗烟煤等作为原料，在矿热 炉内高温下发生还原反应而制取的。总反应式为 SiO2+2C=Si+2CO t=1650 o C 在实际生产中，二氧化硅的还原是个十分复杂的过程，并分很多 阶段进行。其主要反应及相关温度： SiO2+3C=SiC+2CO t=1257 SiO2+C=SiO+CO t=1310 SiO2+Si=2SiO t=1390 o C SiO+C=Si+CO t=1650 o C SiO+SiC=2Si+CO t=1775 o C SiO2+2SiC=3Si+2CO t=2158 o C 上述各化学反应，随操作条件的变化而变化。 适宜的温度和合理的配碳量是炉内化学反应顺利进行的基本条 件，因此准确掌握配料比是搞好工业硅生产的关键。炉料中配碳量的多少，直接影响炉料的电阻，从而影响电极埋入深度，决定炉况的好坏。当配碳量过剩时，炉料电阻小，炉料导电性增加，电极间侧部电流增大，电极埋入炉料的深度减少，热损失增加，炉底温度降低，出炉困难，同时加快碳化硅生成结壳，坩锅缩小，炉料熔化量减少，生产效率降低；当配碳量过少时，炉料发粘，透气性差，电流波动大，容易刺火，化料慢，金属氧化物还原率低，炉料易形成渣堵塞炉眼，增加出炉困难，易涨炉底。 用碳还原二氧化硅，理论上每生产一吨硅相应的产生二吨一氧化碳气体和大量的 SiO 气体，这些气体由反应区逸出，带走大量热量并造成 SiO 损失。因此，有了正确的配炭量，还要有正确的配送电和加料、捣炉、打眼等一系列正确操作方法，达到保持电极深埋，增加炉料透气性，防止局部喷火，使料面冒
XXXX硅业有限公司安全生产各岗位职责 第一章总则 为进一步贯彻落实“安全第一，预防为主”的方针，强化各级安全生产责任制，确保安全生产，特制定本制度。 企业法定代表人是本企业安全生产的第一责任人，应贯彻管生产必须管安全，谁主管谁负责的原则。企业的各级领导人员和职能部门，必须在各自工作范围内对实现安全生产负责。 安全生产人人有责，企业的每个职工都必须在自己的岗位上认真履行各自的安全职责，实现全员安全生产责任制。
总经理安全生产职责 1、认真贯彻执行国家安全生产方针、政策、法律和法规，把安全工作列入公司管理的重要议事日程，亲自主持重要的安全生产工作会议，批阅上级有关安全方面的文件，签发有关安全工作的重大决定，对本公司的安全生产工作全面负责。 2、负责建立健全安全生产责任制，督促检查安全生产工作，及时消除生产安全事故隐患。 3、组织制定并实施公司安全规章制度、安全操作规程、重大安全技术措施和生产安全事故应急预案。 4、保证安全生产投入的有效实施，解决安全措施费用。 5、健全安全管理机制，充实专职安全生产管理人员，定期听取安全生产管理部门的工作汇报，及时研究解决或审批有关安全生产中的重大问题。 6、按规定和事故处理的“三不放过”原则，组织对事故的调查处理。 7、加强对各项安全活动的领导，决定安全生产方面的重要奖惩。
副总经理安全生产职责（生产副总） 1、组织开展安全生产技术研究工作，积极引进、采用先进技术和安全生产防护装置，组织研究落实重大事故隐患的整改方案。 2、督促车间主任落实本公司的各项安全生产规章制度、安全技术规程，编制安全生产技术措施计划、并组织实施。 3、每周组织一次安全生产大检查，着重抓好重大隐患的整改工作，坚持每周四次安全例会制度，扎实的做好安全工作。 4、在组织新车间、新设施、新设备以及技术改造项目的设计、施工和投入使用时，做到“三同时”（安全设施与主体工程同设计、同施工、同时投入使用）。 5、审查公司安全技术规程和安全技术措施时，应保证切实可行。 6 负责督促事故的调查处理，并及时上报上一级领导。 7、负责召开公司安全生产专项会议，分析安全生产动态，解决安全生产中存在的问题与隐患。
引用】工业硅电炉设计、生产管理专家—朱尔明 2011-12-19 18:23:34| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅 本文引用自程士宝《工业硅电炉设计、生产管理专家—朱尔明》 9000—15000KVA工业硅电炉 主体设备设计和生产技术管理 朱尔明 “人类社会的进化和发展一般是以材料为标志，即石器时代、青铜器时代、铁器时代。但随着社会发展和科学的进步，半导体特别是硅的发现和应用使我们的生存条件、社会及生活发生了革命性变化，甚至超过了以前所有材料时代所发生变化的总和，这就是‘硅时代’。我们生活在‘硅时代’仅仅只有半个世纪”。生活中我们的手机、电视机、电脑、数码产品，乘坐的飞机、汽车、轮船，航空领域的卫星、飞船、火箭等等，都与硅有关，还有当前炙手可热的材料名词如光伏材料、单晶硅、多晶硅、硅橡胶、硅油、硅树脂、硅铝合金等等随处可见、不绝于耳。这些与硅有关的材料实际都离不开基础材料?——工业硅（金属硅）。 工业硅从实验室研究到规模化生产,是从1938年苏联建成世界第一台 2000KVA单相单电极电炉工业硅工厂开始的。随后法国、日本、加拿大、美国、挪威和巴西等都相继建设了工业硅厂。 中国工业硅生产始于1957年的抚顺铝厂。70年代中期又在贵州遵义和青海民和建设工业硅厂。到1989年底，工业硅电炉总装机容量已达数十万kVA，最大工业硅厂年产能力为1万t。90年代后期国内开始大量建设6300KVA工业硅炉，进入2000年后建设8000—10000KVA的，最近3年开始大量建设12500—16500KVA的，有几个规模大的硅企业比如云南永昌、河南昇阳分别引进德马克和南非技术，建设了容量为25000KVA和39000KVA的工业硅电炉。纵观国内，虽然工业硅设备技术和生产水平得到了很大促进和发展，但是工业硅行业的总体设计技术和工艺管理水平依然参差不齐，认识上也有很大区别。这也是为什么在同一个地方，有的厂的设备运行非常正常、各项指标好，而另一个厂的设备运行状况和各项指标很不理想的关键原因所在。 工业硅行业有句俗语：“原料是基础，设备是条件，操作是关键，管理是保障。”下面我就比较普遍的9000—15000KVA工业硅炉设备、原料、操作、管理4个方面的一些认识和体会，从设计和生产管理的角度与大家探讨学习，相互交流提高，为中国硅业蓬勃发展而努力。 一、9000—15000KVA工业硅炉的合理设计
16.工业硅冶炼的基本原理是什么? 冶炼工业硅主要原料是硅石，硅石中含二氧化硅约99%。二氧化硅很稳定．硅和氧之间的亲和力很强，不易分离。生产上为了把氧从二氧化硅分离除去，采用在矿热炉内高温条件下，以炭质还原剂中的碳夺取二氧化硅中的氧。而且温度越高，碳夺取氧的能力随之增强，这是因为在高温条件下，碳对氧的结合力比硅对氧的结合力大。可见高温时有了碳，二氧化硅就不稳定了，这时二氧化硅中的氧和碳进行反应，生成气态的一氧化碳，通过料层从炉口逸出。二氧化硅中的氧被碳夺走后，剩下的硅形成工业硅。 二氧化硅与碳作用其反应式如下： SiO2＋2C=Si＋2CO↑ 上式是吸热反应，从反应式中可知，为了加速反应的进行，应把电极往炉料中插的深些，以提高炉温，扩大坩埚区，同时应增加料面的透气性，使一氧化碳气体尽快逸出。如采取扎透气眼、捣炉等措施，均有利于二氧化硅与碳的反应加速进行，使工业硅较快地生成。 从化学反应上说一般认为，氧化物中的氧被其他物质夺去的反应，叫还原反应。夺取氧的物质，叫还原剂如石油焦等。 依上述工业硅冶炼原理是还原过程。 反应过程中，硅石内的二氧化硅绝大部分被碳还原之外，其他杂质和还原剂带入的灰分，如 (Fe2O3)、三氧化二铝(A1203)和氧化钙(CaO)等也被碳还原，其中三氧化二铁绝大部分被还原。各反应式如下： Fe2O3+3C=2Fe+3CO↑ Al2O3+3C=2A1+3CO↑ CaO+C=Ca＋CO↑ 各反应中生成的一氧化碳气体，从炉口逸出，其他生成物如铁、铝和钙等进入工业硅中，因此，要求原料中的杂质尽量少，以保证工业硅的质量。
在冶炼过程中有少部分的二氧化硅，三氧二化铝和氧化钙等未被还原，而形成炉渣。炉渣成分约含SiO 230～40%；Al 2O 345～60%；CaO10～20%。此种炉渣熔点约为1600—1700℃。渣量大时，消耗电量增加，同时过粘的炉渣，不易从炉内排除，引起炉况恶化。故要采用较好的原料，以减少渣量，降低单位电耗。 正常情况下，渣量控制在不大于工业硅量的百分之五为宜，以上是工业硅冶炼基本原理，工业硅冶炼的基本反应是： SiO 2+2C=Si ＋2CO ↑ 实际炉内的化学反应比这复杂。实验证明氧化物的还原，是由高价氧化物逐步还原成低价氧化物。二氧化硅的还原，在高温情况下，首先被还原成一氧化硅(SiO),而后再被还原成硅(Si),其顺序是SiO 2→SiO →Si 17.一氧化硅在冶炼反应中的作用是什么? 冶炼工业硅，在1700～1800℃时，将发生如下反应： SiO 2＋C=SiO ＋CO ↑ 也就是说二氧化硅首先被碳还原成一氧化硅，然后再被还原成硅，其反应式如下: SiO ＋C=Si ＋CO ↑ 被还原出来的硅，部分的将和二氧化硅作用，又产生一氧化硅，其反应式如下： SiO 2＋Si=2SiO 从上述的三个反应式中，可以看到一氧化硅对促进冶炼反应的进行是个重要环节。一氧化硅在高温情况下是以气体状态存在，低温时不稳定。因此，一氧化硅在炉内坩埚中是气体，少量的一氧化硅从炉口逸出后，被空气氧化(SiO+2 1O 2=SiO 2)而成为二氧化硅，冷却后呈灰白色，部分凝结在电极、铜瓦等处。在约为1700℃以上高温时，大部分的一氧化硅挥发到还原剂的气孔中，广泛地和碳接触并作用，按第二个反应式，还原成硅，其中大部分硅形
我国工业硅产业如何改变无序状况 一、业内有关人士提出以产业升级为主要途径 1、工业硅生产从无到有，经过50多年的发展，我国现已成为产能、产量和出口量均居世界首位的工业硅生产大国。但多年来中国工业硅生产和出口基本处于盲目发展和无序竞争状态，企业生产和产品出口的效益欠佳。业内人士认为，在国家不断加强和改善宏观调控的情况下，工业硅应逐步实现产业升级，改变这种无序的状态。 2、工业硅产业发展现状 中国的工业硅生产始于1957年。上世纪50年代末到70年代末，工业硅生产主要是国内自产自用。1980年，工业硅开始出口，90年代末年出口量达到20万吨以上，2007年出口量增加到近70万吨。现在我国工业硅的产能产量和出口量已均居世界首位，出口的国家和地区数近60个，年出口量已相当于发达国家总消费量的一半以上。 虽然我国是世界工业硅生产大国和出口大国，却不是工业硅出口强国。多年来，工业硅生产和出口的效益一直欠佳。上世纪90年初以来，工业硅出口的价格经常比国际市场正常价低20％～30％。2007年下半年以来，特别是2008年初以来，我国工业硅出口价格有相当幅度的提高。2007年我国工业硅出口全年的平均离岸价是1381美元／吨，今年1月至5月的平均离岸价上涨到2001美元／吨。但与此同时，国际市场工业硅价格也在迅速上涨，同期美国和欧盟的工业硅现货价也从2200美元／吨左右上涨到3500美元／吨左右。 二、盲目扩张导致困局 我国工业硅出口长期价格偏低的原因，除美国、欧盟等长期对我国工业硅出口实行反倾销之外，也与我国工业硅项目的盲目扩张，低水平重复建设和相互压价的无序竞争有关。 2004年以来，在国家不断加强宏观调控下，工业硅项目低水平重复建设的势头受到一定遏制，落后生产能力开始被淘汰，节能环保意识有所增强。但在取得这些初步成效的同时，长期盲目扩张积累的问题仍很突出，整个硅业要真正遏制盲目扩张的势头，消除无序竞争，还有很多工作要做。 进入2008年以来，国家从1月1日起对出口工业硅开征10％的出口关税，年初南方地区遭遇的罕见低温雨雪冰冻灾害和5月汶川特大地震灾害，使这些地区相当数量的工业硅企业遭受不同程度的破坏，生产和贸易均受到影响。 业内人士认为，工业硅产业长期的低水平重复建设和无序竞争，不
工业硅冶炼能源节约技术的研究 5.1概述 能源安全已构成我国整体战略安全的一个极大隐患，成为经济社会发展的瓶颈。我国人均煤炭、石油、天然气资源量仅为世界平均水平的60％、10％和5％。目前，我国已成为世界第二大能源消费国和第二大石油消费国，能源供应紧张局面日趋严重[81]。 与此同时，我国也存在严重能源利用效率低的问题。近年来的快速增长在很大程度上是靠消耗大量物质资源实现的。我国单位产出的能耗和资源消耗水平明显高于国际先进水平，如火电供煤消耗高达22.5％，吨钢可比能耗高21％，水泥综合能耗高达45％。据测算，我国每创造一美元GDP所消耗的能源是美国的4.3倍，是日本的11.5倍。能源利用率仅为美国的26.9％，日本的11.5％[82]。因此，提高能源使用效率是在能源总量不变条件成为中国发展中的刻不容缓的任务。 工业硅生产是高能耗行业，平均每吨工业硅需要消耗13000KWh电以上，全国年产100万吨工业硅需要13亿KWh以上。而国外先进水平吨硅消耗量为11000KWh，我国工业硅电耗比国外先进水平高10—20%，能源节约潜力仍很大（预计年节约0.2亿KWh，相当0.1亿元）。另外，国外先进水平也不是最理想的能耗水平，我国如能在国外先进水平基础上再配以精工细作，吨硅消耗量应该在10000—11000KWh间。 我国工业硅生产能源消耗高主要是因为设计上不合理、控制水平与管理水平不高。设计上不合理体现在我国普遍使用的是6300KVA左右的小炉型（散热
大、产量低）、炉型设计上为隔热措施不严密、电路设计不合理、极心圆尺寸大小不合理等许多细节方面。控制水平不高体现在人工操作范围大、炉况稳定性差、造成因调整炉况波动费时较长而使得非生产性能耗损失大。管理水平不高体现在管理上不严、制度不健全、操作细节缺乏，造成物资或能源上的消耗浪费。 目前工业硅生产中能源节约途径主要有：1）炉型的大型化方向；2）炉型的密闭化方向；3）余热利用化方向；4）提高炉子电效率措施如改进短网结构设计、改善变压器性能、改善电参数、采用低频电源等；5）提高炉子热效率；6） 改变炉内反应机制；7）改变原料性能方向；8）采用自动控制方向；9）管理制度建设方向。由于上述诸多途径尚处于讨论阶段，形成固定技术并推广者仅有短网改进、管理制度建设上，许多技术细节缺乏，因此真正意义上可以直接使用的工业硅生产中能源节约技术还需要研究与试验。 经过多年的摸索探讨，目前我国工业硅电弧炉的电效率平均在92%以上，各种提高电效率的技术或措施也比较成熟如改进短网结构设计、使用优质导电材质、采用低压补偿技术、改善电参数等方面。但是，我国工业硅电弧炉的热效率普遍比较低，这是导致我国工业硅生产能耗高、能源利用效率低的主要原因，表5-1是我国某厂6300KVA电弧炉的热平衡分析表[21]。 表5-1 我国某厂6300KVA电弧炉的热平衡分析
高纯硅的制备一般首先由硅石（SiO2）制得工业硅（粗硅），再制成高纯的多晶硅，最后拉制成半导体材料硅单晶。 工业上是用硅石（SiO2）和焦炭以一定比例混合，在电炉中加热至1600~1800C而制 得纯度为95%~99的粗硅，其反应如下：SiO2+2C=Si+2CO 粗硅中一般含有铁、铝、碳、硼、磷、铜等杂质，这些杂质多以硅化构成硅酸盐的形式存在，为了进一步提高工业粗硅的纯度，可采用酸浸洗法，使杂质大部分溶解（有少数的碳化硅不溶）。其生产工艺过程是：将粗硅粉碎后，依次用盐酸、王水、（HF+H2SQ4混合酸处理，最后用蒸馏水洗至中性，烘干后可得含量为99.9%的工业粗硅。 高纯多晶硅的制备方法很多，据布完全统计有十几种，但所有的方法都是从工业硅（或称硅铁，因为含铁较多）开始，首先制取既易提纯又易分解（即还原）的含硅的中间化合物如SiCl4、SiHCl3、SiH4等，再使这些中间化合物提纯、分解或还原成高纯度的多晶硅 目前我国制备高纯硅多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和四氯化硅氢还原法。一般说来，由于三氯氢硅还原法具有一定优点，目前比较广泛的被应用。此外，由于SiH4 具有易提纯的特点，因此硅烷热分解法是制备高纯硅的很有发展潜力的方法。下面我们就分别介绍上述三种方法制备高纯硅的化学原理。 1. 三氯氢硅还原法 （1）三氯氢硅的合成第一步：由硅石制取粗硅硅石(SiO2)和适量的焦炭混合，并在电炉内加
热至1600~1800C 可制得纯度为95%~99的粗硅。其反应式如下： SiO2+3C=SiC+2CO (g)T 2SiC+SiO2=3Si+2CO (g)T 总反应式： SiO2+2C=Si+2CO (g)T 生成的硅由电炉底部放出，浇铸成锭。用此法生产的粗硅经酸处理后，其纯度可达到99.9%. 第二步：三氯氢硅的合成三氯氢硅是由干燥的氯化氢气体和粗硅粉在合成炉中(250C) 进行合成的。其主要反应式如下：Si+3HCI=SiHCI3+H2 (g) (2)三氯氢硅的提纯 由合成炉中得到的三氯氢硅往往混有硼、磷、砷、铝等杂质，并且它们是有害杂质, 对单晶硅质量影响极大，必须设法除去。 近年来三氯氢硅的提纯方法发展很快，但由于精馏法工艺简单、操作方便，所以, 目前工业上主要用精馏法。三氯氢硅精馏是利用三氯氢硅与杂质氯化物的沸点不同而分离 提纯的。
工业硅技术问答 1．什么是硅和工业硅？ 元素硅(Si)原来称为矽，工业硅（也称金属硅或结晶硅）是指以含氧化硅的矿物和碳质还原剂等为原料经矿热炉熔炼制得的含Si97％以上的产物。“工业硅”之称是我国于1981年GB2881-81国家标准公布时正式定名，其含意主要是指这种硅之纯度是接近于99%的工业纯度，英文称为金属硅，俄文称为结晶硅。现在人工制得硅的纯度，实际上已达到99999999999％。 2.硅和工业硅有那些特性？ ①硅的主要物理性质为:密度(25℃)2．329g／cm3(纯度99．9％)，熔点1413℃，沸点3145℃，平均比热(0～100℃)为729J ／(kg·K)，熔化热为50.66kJ／mol，纯度为99．41%的硅抗压强度极限为9．43kgf／cm2。 ②硅的化学性质：硅在元素周期表中属ⅣA族，原子序数为14，原子量为28．0855，化合价表现为四价或二价(四价化合物为稳定型)。因晶体硅的每个硅原子与另外四个硅原子形成共价键，其Si-Si键长2．35A，成为正四面体型结构，与金刚石结构相近，所以硅的硬度大，熔点、沸点高。 硅不溶于任何浓度的酸中，但能溶于硝酸与氢氟酸的混合液中，与1：l浓度的混合稀酸发生如下反应： Si+4HF+4HNO3=SiF4↑+4NO2↑+4H2O 3Si+12HF+4HNO3=3SiF4↑+4NO2↑+8H2O 这个特性可用于硅的化学分析中，即先将试样硅中的硅以氟化物形式挥发，而分析硅中残留的铁、铝、钙元素。 硅能与碱反应，生成硅酸盐，同时放出氢气，如： Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ 这是野外制氢的好办法。
二氧化硅的工业化生产 1.1二氧化硅的种类 二氧化硅也称硅质原料，不仅包括天然矿物，也包括各种合成产品，其产品可分为结晶态和无定形态两类。 二氧化硅天然矿物通常包括结晶态二氧化硅矿物石英砂、脉石英、粉石英和无定形硅矿物硅藻土。 合成产品主要是白炭黑（无定形二氧化硅），包括气相白炭黑（气相二氧化硅）、沉淀白炭黑（沉淀二氧化硅）。 石英是二氧化硅天然矿物的主要矿物组分，化学成分为SiO2，玻璃光泽，断口呈油脂光泽。贝壳状断口，莫氏硬度7，密度2.65～2.66。颜色不一，无色透明的叫水晶，乳白色的叫乳石英。按其结晶习性分，三方晶系的为低温石英，又叫-石英；六方晶系的为高温石英，又称-石英。 石英砂是一个矿产品的专门名词，它泛指石英成分占绝对优势的各种砂，诸如海砂、河砂、湖砂等。地质学按成因将它们划分为冲积砂、洪积砂、残积砂等。石英砂的矿物含量变化很大，以石英为主，其次包含各类长石、岩屑、重矿石（石榴子石、电气石、辉石、角闪石、榍石、黄玉、绿帘石、钛铁矿等）以及云母、绿泥石、黏土矿物等。
石英砂岩，是一种固结的砂质岩石，常简称为砂岩，是自然界最常见、最普通的硅质矿物原料之一，其石英和硅质碎屑含量一般在95%以上，副矿物多为长石、云母和黏土矿物，重矿物含量很少。常见的重矿物有电气石、金红石、磁铁矿等。 石英岩是由石英砂岩或其他硅质岩石经过变质作用而形成的变质岩。脉石英是与花岗岩有关的岩浆热液矿脉，其矿物组成几乎全部为石英。 粉石英是一种颗粒极细、二氧化硅含量很高的天然石英矿。粉石英这一词过去叫法很多，它既包括天然的粉石英，同时也包括了由硅质矿物原料（石英岩、脉石英）加工而成的石英细粉。 硅砂是以石英为主要成分的砂矿飞总称。以天然颗粒状态从地表或地层中产出的硅砂，以及石英岩、石英砂岩风化后呈粒状产出的砂矿称为“天然硅砂”（或简称“硅砂”）。与此对应，将块状石英岩、石英砂岩粉碎成粒状则称“人造硅砂”。 1.2二氧化硅的性质 1.2.1性质 二氧化硅在自然界分布很广，如石英、石英砂等。白色或无色，含铁量较高的是淡黄色。密度2.65～2.66。熔点1670℃（鳞石英）；1710℃