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硅业冶炼操作方法
硅业冶炼操作方法包括以下几个步骤：
1. 准备原料：收集含硅的矿石或者硅石，如石英、长石、矽灰等。
根据需要控制硅的纯度，可以选择不同的原料。
2. 矿石破碎：将原料矿石进行机械或化学破碎，确保矿石颗粒适合进行下一步的处理。
3. 矿石选矿：根据矿石中硅含量以及其他杂质的含量，进行选矿操作，将适合冶炼的矿石分离出来。
4. 矿石焙烧：将选矿后的矿石进行高温焙烧处理，将其中的挥发物和其他杂质燃尽或挥发掉，得到较纯的硅。
5. 矿石还原：将焙烧后的矿石与还原剂以及助熔剂一起加入冶炼炉中，在高温条件下进行还原反应，将硅矿石中的氧化硅还原为金属硅。
6. 分离和提纯：通过液相分离或蒸馏等方法，将冶炼得到的金属硅与其他杂质分离开来。
可以采用电解分离、精炼和提纯等方法，提高硅的纯度。
7. 成型和包装：将提纯后的硅液体或固体进行成型，如浇铸成块、压制成片等，
然后进行包装和贮存。
这些步骤可以根据具体冶炼工艺和设备的不同而略有调整，但总体上是硅业冶炼的常规操作方法。
生产金属硅的方法生产金属硅是指将硅矿经过多道工序处理，提取出金属硅资源。
金属硅具有高纯度、高导电性和耐高温等优点，是制造光伏、电子产业中不可替代的材料。
本文将从硅矿的选择、冶炼工艺、提纯工艺和成品加工工艺四个方面来详细介绍金属硅的生产方法。
1.硅矿的选择硅矿是金属硅生产的原料，主要有硅石、石英、硅砂等。
硅矿的选择应综合考虑矿石的含硅量、杂质含量、形态、储量以及开采和加工成本等因素。
目前，对于生产金属硅的主要硅矿有石英矿和脉石矿。
其中，石英矿是含硅量高、杂质少的硅矿，适用于高纯度金属硅的生产；而脉石矿则含有较多的金属和非金属杂质，适用于普通纯度金属硅的生产。
选择硅矿时需结合实际情况进行合理安排。
2.冶炼工艺冶炼工艺是将硅矿石加热转化为金属硅的过程。
主要有炉外冶炼法和电炉冶炼法两种方法。
（1）炉外冶炼法：将硅矿石与焦炭通过高温反应，使硅与碳反应生成SiO2和CO2，再通过还原反应将SiO2还原为金属硅。
炉外冶炼法的工艺流程是：矿石碎碎矿→熔炼炉熔炼→浸出（脱硅）→冷却固化→破碎、分选→成品硅。
（2）电炉冶炼法：利用电炉对硅矿石电解，使硅与碳反应生成SiO2和CO2，再通过还原反应将SiO2还原为金属硅。
电炉冶炼法的工艺流程是：矿石碎碎矿→焙烧→电炉熔炼→浸出（脱硅）→冷却固化→破碎、分选→成品硅。
3.提纯工艺为了提高金属硅的纯度，需要对冶炼得到的金属硅进行进一步的提纯处理。
主要提纯工艺有气相还原法、溶剂提取法和熔盐电解法。
（1）气相还原法：通过将金属硅加入氯化氢气体中加热，使金属硅与氯化氢反应生成氯化硅和氯化氢，然后通过氢气还原将氯化硅还原为金属硅。
气相还原法可以将金属硅的纯度提高到99.999%以上。
（2）溶剂提取法：利用有机溶剂对金属硅进行萃取分离，分离出杂质，从而提高金属硅的纯度。
溶剂提取法适用于金属硅的高纯度提纯。
（3）熔盐电解法：将金属硅在高温高电位下进行电解，通过氧化物的选择性溶解和析出，进一步提纯金属硅。
硅厂冶炼硅的工艺流程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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工业硅产品冶炼工艺规程（一）范围本规程规定了工业硅电炉熔炼生产的技术要求启动方案启动前的检查炉子验收合格后启动前检查绝缘系统是否符合要求，合格后在炉变空运转合格的基础上对炉子空送电一次，用铁线连三相电极送一次。
循环冷却水系统是否畅通，有无漏水现象。
启动液压系统进行试运转，检查所有液压管路及液压部件是否有漏油现象，动作要求灵敏可靠。
检查变压器及其它电气设备、开关、仪表运转是否正常，对变压器进行空运转小时，此期间派电工进行监视，要求每小时检查一次并按规定详细做好记录。
启动前的准备准备吨木材，直径一，长度W,吨粒度为一的焦碳。
准备好清炉的专用工具，加长铁铲把，耙子把，并准备好灭火器及事故处理工具。
做好电炉启动前所需要的原材料的准备工作。
炉侧部碳块抹一层一的防氧化涂料（微硅粉糖浆），砌一层耐火砖保护高温氧化。
在炉底用铁皮铺好，防止在加木材的过程中砸坏炉底。
表面测温计一只。
木材烘炉第一天，将木材均匀布满炉底，点火后，微火控制，视木材消耗微量补加。
在补加木材时要均匀，轻放，本着少加、勤加的原则，切勿将炉内耐火砖砸掉，造成碳块氧化。
放木材是不要砸坏炉底。
木材消耗量约为一吨。
第二天，木材燃烧火焰比第一天长，木材消耗约为一吨。
第三天烘炉应加快木材燃烧速度，提高温度，木材消耗量约为—吨。
电烘炉电烘炉前，应尽量将炉内的木灰清理干净。
对炉体设备进行彻底检查，绝缘螺丝松动的要紧固。
提起电极，在三相电极根部各放一块一厚的碳块。
在底部均匀布满粒度一，厚度约为一的焦碳，三相电极根部可厚一些。
送电前应不带负荷送一次，以便检查炉体导电部件情况，发现问题及时处理。
送电前必须有相关部门人员在场，由炉长指挥送电。
采用二次电压送电，缓慢下降电极起弧，逐渐提高功率达到规定负荷，停电时操作人员将外部的焦碳往电极根部推，将发红的焦碳往外围扒。
视焦碳的消耗做少量补充，以保证稳定的负荷。
送电后严密观察炉体设备运行情况，特别是炉内衬，以防其剧烈受热而炸裂，引起炉壳变形。
硅钢冶炼工艺引言硅钢是一种常见的特种钢材，具有优异的磁性能和导磁性能，广泛应用于电力设备、电动机等领域。
硅钢的冶炼工艺是钢铁生产中的重要环节，本文将详细探讨硅钢冶炼工艺。
硅钢的特点硅钢由于含有大量的硅元素，具有以下特点： 1. 低磁滞损耗：硅钢的硅含量可以有效降低磁滞损耗，提高电机的工作效率。
2. 高导磁率：硅对磁场具有较高的导磁率，可以提高电机的输出功率。
3. 低常磁损耗：硅钢的硅含量可以降低常磁损耗，提高电机的工作效率。
硅钢冶炼工艺的步骤硅钢冶炼工艺包括以下步骤：1. 原料准备硅钢的主要原料是镀锌钢板和硅铁合金。
在冶炼过程中，需要准备适量的原材料，确保冶炼过程的顺利进行。
2. 熔炼熔炼是硅钢冶炼工艺中的关键步骤。
在熔炼过程中，将原料放入高温炉中，加热至一定温度，使原料熔化。
熔炼过程中需要控制炉温和搅拌速度，确保原料充分混合，形成均匀的合金溶液。
3. 浇注浇注是将熔炼好的合金溶液倒入浇注模具中，形成硅钢板的过程。
在浇注过程中，需要控制浇注速度和温度，确保合金溶液均匀流动，形成均匀的硅钢板。
4. 压制压制是将浇注好的硅钢板进行压制，使其更加密实。
通过压制可以提高硅钢板的机械强度和导磁性能，提高硅钢材料的使用寿命。
硅钢冶炼工艺的优化为了提高硅钢的质量和冶炼效率，可以进行如下优化措施：1. 炉温控制合理控制炉温可以保证原料充分熔化，并减少熔炼过程中的能量损失。
通过优化炉温控制系统，可以提高硅钢冶炼的效率和质量。
2. 浇注速度控制合理控制浇注速度可以保证合金溶液充分流动，并减少气孔和夹杂物等缺陷的产生。
通过优化浇注速度控制系统，可以提高硅钢板的质量。
3. 压制参数优化通过优化压制参数，可以提高硅钢板的密实性和导磁性能。
合理选择压制压力和时间等参数，可以提高硅钢板的机械强度和导磁效能。
4. 原料质量控制优化原料的质量控制措施，可以提高硅钢的冶炼效果。
选择优质的镀锌钢板和硅铁合金作为原料，可以提高硅钢的导磁性能和使用寿命。
硅的提纯原理硅的提纯是指从硅源材料中去除杂质，提高纯度的过程。
硅的提纯原理主要包括物理方法和化学方法。
下面将详细介绍这些方法以及其原理。
一、物理方法1. 熔炼法熔炼法是通过升高硅源材料的温度使其熔化，然后冷却凝固，将杂质分离出去。
熔炼法的原理是根据杂质和硅的熔点差异，利用温度的变化使硅和杂质分离。
例如，将原料与氢氧化钙共同加热冶炼，杂质形成的化合物会溶解在熔融的氢氧化钙中，通过过滤分离杂质。
2. 气相法气相法是利用硅和杂质在不同温度下的汽相蒸馏分离，原理是根据各杂质的汽化温度差异选择合适的温度进行分离。
通常使用氯化硅作为原料，在高温下与氢气或氯气反应生成氯化硅蒸气，然后在冷凝器中冷却、凝固成为纯净的硅。
3. 溶液法溶液法是通过在溶液中选择合适的溶剂，使杂质溶解于溶液中，然后从溶液中析出纯净的硅。
原理是根据杂质和硅在溶液中的溶解度差异实现分离。
例如，可使用酸性溶液如氢氟酸溶液，将硅源材料溶解在溶液中，杂质溶解度比硅低，通过过滤或离心等方法将溶液中的杂质分离出去，得到纯净的硅溶液。
二、化学方法1. 氧化方法氧化方法是利用硅在高温下与氧气反应生成氧化硅，然后将氧化硅还原为纯净的硅。
原理是根据硅和氧的亲和力差异以及氧化硅和硅的熔点差异实现分离。
例如，将硅源材料在高温下与氧气反应生成氧化硅，然后使用还原剂如纯氢或碳等将氧化硅还原成硅。
2. 溶解还原法溶解还原法是通过将硅源材料溶解于适当的溶剂中，然后通过还原反应得到纯净的硅。
原理是通过溶液中的化学反应使杂质与硅发生反应生成易生成沉淀或溶解度较低的产物，分离出去。
例如，将硅源材料溶解于酸性溶液中，其中的杂质与溶剂中的酸发生反应生成易生成沉淀的化合物，通过过滤或离心等方法将杂质分离出去，然后通过还原反应将溶液中的硅还原成纯净的硅。
3. 氧化还原法氧化还原法是通过将硅源材料与适当的氧化剂反应生成过氧化或氯化硅等化合物，然后再通过还原反应将其还原为纯净的硅。
原理是根据硅和氧化剂的反应生成易分离的化合物，然后通过还原反应将其还原成硅。
工业硅冶炼中降钙,磷,钛,铝等元素的方法
1. 浮选法：将煤粉、石膏、助剂等进行充分混合，将助剂和原
料充分混合，放入筛网，当粒度较小的碱熔渣流入筛网的上部，而粒
度较大的底渣流入筛网的下部，抽出后给出的碱熔渣中进行回收，从
而实现钙、铝、钛等元素的降低。
2. 离子交换法：将除硅外的金属元素与交换阳离子中的氯离子
结合，形成可滤分的离子络合物，把这种带电的物质（即离子溶液）
浸入水泥砂漿中，通过滤挂离子换来石膏及砂漿中离子，氯离子就会
在滤筛上沉积下来，而除去里面的硅外，通过滤挂离子的方法，可以
得到钙、铝、钛等元素的大量浓缩。
3. 物理-化学方法：先用草酸将要消减的钙、铝、钛等元素滴定
出来，使其转变为溶于水中、可以用脱盐器脱除的可溶物，然后再将
可溶物通过絮凝干滤法与煤粉流锭中的未溶化金属离子通过物理-化学
方式选择性吸附，沉淀到煤粉中，实现钙、铝、钛等金属离子的降低。
⼯业硅冶炼的操作⽅法及出炉、炉况、浇注等详细步骤⼯业硅冶炼时的操作⽅法如下：1⾼温冶炼冶炼⼯业硅与硅铁相⽐，需要更⾼的炉温，⽣产硅含量⼤于95%以上的⼯业硅，液相线温度在1410℃以上，需要在1800℃以上⾼温冶炼。
此外，由于炉料不配加钢屑，所以S i O2还原热⼒学条件恶化，破坏S i C的条件也变得更加不利。
由此产⽣三个结果：其⼀是炉料更易烧结;其⼆是上层炉料中⽣成的⽚状S i C积存后容易使炉底上涨;其三是S i和S i O⾼温挥发的现象更加显著。
为此，在冶炼过程中必须做到：1)控制较⾼的炉膛温度。
2)控制S i和S i O挥发。
3)使S i C的形成和破坏相对平衡。
为了提⾼炉温，减少S i和S i O的挥发损失，基本上应保持S i C在炉内平衡。
在具体操作中必须千⽅百计地减少热损失，基本上保持或扩⼤坩埚。
在⼯业硅⽣产中，采⽤烧结性良好的⽯油焦，有利于炉内热量集中，但料⾯难以⾃动下沉。
与⼩电炉⽣产75硅铁相似，可以采⽤⼀定时间的焖烧和定期集中加料的操作⽅法。
2正确的配加料正确的配加料是保证炉况稳定的先决条件。
对于⼩电炉⽣产⼯业硅来说，更应强调这⼀点。
正确配⽐应根据炉料化学成分、粒度、含⽔量及炉况等因素确定，其中应该特别注意还原剂使⽤⽐例和使⽤数量，正确的配⽐应使料⾯松软⼜不塌料，透⽓性良好，能保证规定的焖烧时间。
炉料配⽐确定后，炉料应进⾏准确称童，误差应不超过0.5%，均匀混合后⼊炉。
炉料配⽐不准或炉料混合不均都会在炉内造成还原剂过多或缺少现象.影响电极下插，缩⼩“坩埚”，破坏正常冶炼进⾏。
3沉料捣炉在⼯业硅⽣产中采⽤烧结性良好的⽯油焦，炉料中不配加钢屑，因⽽炉料更易烧结。
所以冶炼⼯业硅炉料难以⾃动下沉，⼀般需要强制沉料。
当炉内炉料焖烧到规定的时间时，料⾯料壳下⾯的炉料基本化清烧空，料⾯也开始发⽩发亮，⽕焰短⽽黄，局部地区出现刺⽕塌料，此时应该⽴刻进⾏强制沉料操作。
沉料时，先⽤捣炉机从锥体外缘开始将料壳向下压，使料层下塌。
主要的多晶硅生产工艺
1、改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法
改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢（或外购氯化氢），氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅。
国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。
2、硅烷法——硅烷热分解法
硅烷（SiH4）是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。
然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。
以前只有日本小松掌握此技术，由于发生过严重的爆炸事故后，没有继续扩大生产。
但美国Asimi和SGS公司仍采用硅烷气热分解生产纯度较高的电子级多晶硅产品。
3、流化床法
以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内（沸腾床）高温高压下生成三氯氢硅，将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅，继而生成硅烷气。
制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅产品。
因为在流化床反应炉内参与反应的硅表面积大，生产效率高，电耗低与成本低，适用于大规模生产太阳能级多晶硅。
唯一的缺点是安全性差，危险性大。
其次是产品纯度不高，但基本能满足太阳能电池生产的使用。
此法是美国联合碳化合物公司早年研究的工艺技术。
目前世界上只有美国MEMC公司采用此法生产粒状多晶硅。
此法比较适合生产价廉的太阳能级多晶硅。
4、太阳能级多晶硅新工艺技术
除了上述改良西门子法、硅烷热分解法、流化床反应炉法三种方法生产电子级与太阳能级多晶硅以外，还涌现出几种专门生产太阳能级多晶硅新工艺技术。
1）冶金法生产太阳能级多晶硅
主要工艺是：选择纯度较好的工业硅（即冶金硅）进行水平区熔单向凝固成硅锭，去除硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分后，进行粗粉碎与清洗，在等离子体融解炉中去除硼杂质，再进行第二次水平区熔单向凝固成硅锭，去除第二次区熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分，经粗粉碎与清洗后，在电子束融解炉中去除磷和碳杂质，直接生成太阳能级多晶硅。
2）气液沉积法生产粒状太阳能级多晶硅
主要工艺是：将反应器中的石墨管的温度升高到1500℃，流体三氯氢硅和氢气从石墨管的上部注入，在石墨管内壁1500℃高温处反应生成液体状硅，然后滴入底部，温度回升变成固体粒状的太阳能级多晶硅。
3）重掺硅废料提纯法生产太阳能级多晶硅
主要多晶硅厂及工艺
<P>国内多晶硅厂和国外多晶硅厂的设备技术做些比较. </P>
<P>新光核心技术是俄罗斯技术,也就是改良西门子
技术同时还有德国设备已经取得较大程度的磨合.今年估计产能 300吨.估
计实际产能会小于此数.明年预估800-1000吨</P>
<P>洛阳中硅核心技术也是俄罗斯技术,今年也是300吨,明年预估1000吨. </P>
<P>峨眉半导体核心技术也是俄罗斯技术今年200吨. LDK 首先从德国sunways 买来了两套现成的 simens设备, 包括所有的附件. sunways 帮助安装,和调试生产. 这两套设备年产量1000吨. 按照合同, 今年第四季度两套设备会送到江西. 明年6月份投产. 作为回报, LDK 在10 年内卖1GW 的wafer 给sunways. 这是个很好的交易, 等于 sunways 帮LDK 培育生产硅料的人才. 另外, LDK 还从美国GT solar 买新的生产硅料的设备, 建成后, 2008 年有6000吨的规模, 2009 年有15000吨的规模. 整个施工有美国Fluor 设计. Fluor的实力强大无比, 只要它还在, 成功的可能性也很大.LDK了解的比较深就多写些. </P>
<P>扬州顺大引进国外技术,计划明年量产6000吨</P>
<P>青海亚洲硅业 (施正荣投资)引进国外技术,计划明年量产1000吨同时STP 和亚洲硅业签了长单协议明年下半年开始供货其他的就不说了都没什么可能性. </P>
<P>现在说国外的 </P>
<P>HEMLOCK. 主要工艺是西门子法.2008年实现以三氯氢硅,二氯二氢硅.硅烷为原料,流化床反应器的多晶硅生产新技术. 明年增加3000吨产能达到12000吨. </P>
<P>TOKUYAMA 二氯二氢硅+工业硅西门子工艺明年产能6000吨. </P> <P>WACKER 二氯二氢硅+工业硅西门子工艺明年产能9000吨. </P>
<P>MEMC 流化床工艺明年产能8000吨 REC西
门子工艺明年产能7000吨 </P>
<P>国外多晶硅生产技术发展的特点：</P>
<P> 1）研发的新工艺技术几乎全是以满足太阳能光伏硅电池行业所需要的太阳能级多晶硅。
</P>
<P>2）研发的新工艺技术主要集中体现在多晶硅生成反应器装置上，多晶硅生成反应器是复杂的多晶硅生产系统中的一个提高产能、降低能耗的关键装置。
</P> <P>3）研发的流化床（FBR）反应器粒状多晶硅生成的工艺技术，将是生产太阳能级多晶硅首选的工艺技术。
其次是研发的石墨管状炉（Tube-Recator）反应器，也是降低多晶硅生产电耗，实现连续性大规模化生产，提高生产效率，降低生产成本的新工艺技术。
</P>
<P> 4）流化床（FBR）反应器和石墨管状炉（Tube-Recator）反应器，生成粒状多晶硅的硅原料可以用硅烷、二氯二氢硅或是三氯氢硅。
</P>
<P>5）在2005年前多晶硅扩产中100%都采用改良西门子工艺。
在2005年后多
晶硅扩产中除Elkem外，基本上仍采用改良西门子工艺。
通过以上分析可以看出，目前多晶硅主要的新增需求来自于太阳能光伏产业，国际上已经形成开发低成本、低能耗的太阳能级多晶硅生产新工艺技术的热潮，并趋向于把生产低纯度的太阳能级多晶硅工艺和生产高纯度电子级多晶硅工艺区分开来，以降低太阳能级多晶硅生产成本，从而降低太阳能电池制造成本，促进太阳能光伏产业的发展，普及太阳能的利用，无疑是一个重要的技术决策方向 </P>
工业硅与氯化氢反应之后产生(液体) 氯化硅,氯化氢硅,氯化多硅(固体) 氯化亚铁,氯化镁,氯化铝等, 固体颗粒的粒径为几微米到几十微米,我们的全自动防爆隔膜压滤机用到这里的固液分离上面.
优点是,(1)这种特殊要求,不能用手动操作,必须全自动
(2)适度高压压滤,滤布滤饼压密,滤液质量好
(3)用惰性气体洗涤,分离彻底
(4)设备全密闭,防止水与空气的接触
(5)料液以及固体颗粒的性质决定用普通真空过滤或离心分离的效果不如这样的全自动压滤
生产过程低温阶段（600度内）需要氮气保护，高温（1200度）拉单晶、多晶浇铸需要用到高纯氩气保护，在氯硅烷过程需要氢气还原，氮气载体保护。
我公司在华东区嘉兴、上海、无锡、南京处设有特大型空分工厂，日产液态气体一千多吨，其中液氩（5个9纯度）日产一百多吨，可以为为周边客户提供稳定、高质量的气体。
电解制氢装置、氯化氢合成炉、三氯氢硅合成炉、合成气干法净化装置、三氯氢硅精馏装置（十多个塔呢）、三氯氢硅还原炉、四氯氢硅氢化炉、冷冻机组、脱盐水制备、空分制氮等设备
国内改良西门子法（三氯氢硅氢还原法）主要设备清单
序号设备名称
1 电压调控系统
（ VoltageSequencesystems） Control (VSC)
2 油浸整流变压器（ oil immersed
transformer ） commutation
3 氢化沉积反应器（多晶硅还原炉）（reactorsets stainless steel）
4 尾气回收系统（CDI）（The recovery system ）
5 氢气压缩机（Reciprocating Compressor ）
冷冻机
6 （ compound R-22 refrigeration
systems ）
7 DCS 控制系统（DCS Control systems ）
8 泵（Bump ）
9 阀门（Valve ）
10 氯氢化反应系统（HYDROCHLORINATION SYSTEMS）
11 三氯氢硅精馏塔
12 水电解制氢装置
13 尾气洗涤塔。
