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硅的制备和提纯硅是一种非金属元素，化学符号为Si，原子序数为14。
它是自然界中第二多的化学元素，仅次于氧气。
硅在地壳中的含量非常丰富，主要以二氧化硅的形式存在于石英、玻璃和硅酸盐等矿物中。
硅可以通过多种方法制备和提纯，本文将对其制备和提纯的相关内容进行探讨。
硅的制备硅可以通过多种方法制备，其中最常用的方法是通过还原氧化硅或氯化硅制备。
下面我们将分别介绍这两种方法的具体步骤。
还原氧化硅制备硅还原氧化硅是一种常见的制备硅的方法，主要步骤如下：1. 将高纯度的二氧化硅粉碎成粉末状。
2. 将粉末状的二氧化硅与还原剂（通常为木炭或焦炭）混合均匀。
3. 将混合物加入到电阻炉或石墨炉中，进行加热反应。
4. 通过高温还原反应，二氧化硅和还原剂发生化学反应，生成硅和一氧化碳气体。
5. 将生成的硅冷却后进行分离和提纯。
这种方法制备的硅常称为冶金硅，主要用于合金制备和半导体工业。
氯化硅制备硅氯化硅制备硅是另一种常见的方法，其步骤主要如下：1. 将二氧化硅与氯气在高温条件下进行氯化反应，生成氯化硅。
2. 将氯化硅加入于液态锂中，进行还原反应。
3. 通过还原反应，氯化硅被还原成硅，并生成氯化锂。
4. 将生成的硅冷却后进行分离和提纯。
这种方法制备的硅常称为多晶硅，主要用于半导体工业和太阳能电池制造。
硅的提纯在实际应用中，由于制备过程中会引入一些杂质，因此需要对硅进行提纯，以满足不同行业的需求。
常见的硅提纯方法包括氧化法、凝聚法和氢气还原法等，下面将分别介绍这些方法的具体步骤。
氧化法氧化法是一种常见的硅提纯方法，其主要步骤如下：1. 将硅与氧气在高温条件下进行氧化反应，生成一氧化硅。
2. 通过高温挥发法或水热法去除一氧化硅中的杂质。
3. 将提纯后的一氧化硅在还原条件下生成硅。
这种方法通常用于提纯工业级硅，以满足半导体行业和光伏行业的需求。
凝聚法凝聚法是另一种常见的硅提纯方法，其主要步骤如下：1. 将硅蒸气在低温条件下进行凝聚，生成块状硅。
硅材料加工流程一、硅材料加工概述硅材料是一种广泛应用于半导体、光电子、工艺品、建筑材料等领域的重要工业原料。
从自然界中获得的硅石或矽酸盐矿物均含有杂质，需要进行提纯和加工才可应用于各种工业生产中。
对硅材料进行加工是为了获得高纯度的硅，使其符合不同工业领域的需求。
硅材料加工流程包括从硅石或矽酸盐矿物中提取硅、进行精炼和纯化等工艺过程。
以下将详细介绍硅材料的加工流程。
二、硅材料提取硅材料主要从石英矿、石英砂、硅藻土等原料中提取，其中石英矿是最主要的硅原料之一。
硅材料提取的主要工艺步骤包括采矿、粉碎、筛分和烧结。
1. 采矿：在矿山中采集硅原料，分为露天开采和地下采矿两种方式。
采矿的目的是获得硅石或矿石原料。
2. 粉碎：将硅石或矿石原料进行粉碎，以便后续的提取工艺。
3. 筛分：将粉碎后的硅石或矿石进行筛分，分离出符合要求的颗粒。
4. 烧结：将筛分后的硅石或矿石进行烧结，使其达到一定的热稳定性和耐高温性，便于后续的加工操作。
三、硅材料精炼和纯化硅材料提取后，需要进行精炼和纯化工艺，以获得高纯度的硅。
硅材料精炼和纯化的主要工艺包括催化氧化、氧化还原和电化学等工艺。
1. 催化氧化：将提取的硅材料进行催化氧化工艺，以去除杂质和氧化物，提高硅材料的纯度。
2. 氧化还原：通过氧化还原反应，将硅材料中的杂质氧化或还原，进一步提高硅材料的纯度。
3. 电化学：利用电解、电镀等电化学工艺，去除硅材料中的杂质和控制硅的纯度。
四、硅材料成型硅材料经过精炼和纯化后，需要进行成型处理，以便满足不同工业领域的需求。
硅材料成型的主要工艺包括粉末冶金、熔融成型和晶体生长等工艺。
1. 粉末冶金：将精炼后的硅材料制成粉末，然后利用压制、烧结等工艺，成型成所需的硅制品。
2. 熔融成型：将精炼后的硅材料加热至熔化状态，然后通过浇铸、注塑、压铸等工艺，成型成所需的硅制品。
3. 晶体生长：利用化学气相沉积、熔融法等工艺，将精炼后的硅材料生长成单晶或多晶硅，用于半导体、光电子等领域。
工业制硅的流程
工业制硅的流程主要包括以下步骤：
1. 硅矿石的选矿：从硅矿石中提取出富含硅的矿石，通常通过破碎、磨矿、浮选等方法进行。
2. 矿石预处理：对选矿后的矿石进行预处理，包括除杂、研磨、烧结等步骤，以提高硅含量和减少杂质。
3. 硅矿的提纯：利用冶炼方法，如矿石熔炼、湿法冶炼、炉渣浸出法等，使硅得到进一步提纯，去除杂质，得到高纯度的硅。
4. 硅的精炼：将提纯后的硅进行精炼处理，以去除残留的杂质和氧化物，并调整硅的纯度和化学成分，通常采用融化、挤压、拉伸、毛细浸渍等方法。
5. 硅的成型：经过精炼后的硅，通常采用熔模铸造、真空冷凝、拉伸等方法进行成型，形成所需的硅块、硅棒、硅片等产品。
6. 硅的加工：对成型后的硅进行加工处理，如切割、研磨、抛光等，以获得所需的尺寸、形状和表面质量。
7. 硅的封装：将加工好的硅片或硅块进行封装，通常采用高温腐蚀法、注塑成型等方法，使硅片或硅块得到保护并提高其稳定性和耐用性。
8. 硅产品的检测：对制成的硅产品进行质量检测，包括尺寸、
形状、纯度、电性能等方面的检测，以保证产品的质量和性能符合要求。
9. 硅产品的包装和出厂：经过检测合格的硅产品，进行包装和标识，并最终出厂销售或供应给用户。
工业制取高纯硅的化学方程式制取高纯硅的化学方程式主要有两个常用的方法，分别是化学还原法和电解法。
化学还原法（Siliconthermical reduction method）是通过将含硅矿石与还原剂（如炭粉）进行高温反应来制取高纯硅。
化学还原法的化学方程式如下：SiO2 + 2C → Si + 2CO在这个反应中，二氧化硅（SiO2）与炭粉（C）经过高温反应，生成高纯度的硅（Si）和一氧化碳（CO）。
这种方法主要用于制取电子级硅，因为硅石（SiO2）中存在着杂质（如杂质金属和非金属元素），通过反应可以将杂质与一氧化碳等气体形成挥发性的化合物，从而实现分离和提纯。
另外，还可以通过电解法（Electrolysis method）制取高纯硅，这是一种比较常用的制备电子级硅的方法。
电解法是在高温下，利用电解质内的电流通过含硅原料进行电解，从而分解出高纯度硅。
电解法的化学方程式可以表示如下：SiO2 + 2C → Si + 2COSi + 2Cl2 → SiCl4SiCl4 + 2H2 → Si + 4HCl在这个过程中，首先通过化学还原法将硅石转化为硅粉，然后将硅粉与氯气（Cl2）反应生成四氯化硅（SiCl4），最后通过与氢气（H2）的还原反应，将四氯化硅转化为高纯度硅。
制取高纯硅的参考内容有：1. 《化工技术手册》：对制备高纯硅材料的化学反应和工艺流程进行了详细的介绍和分析。
2. 《无机化学》：介绍了化学还原法和电解法两种方法制备高纯硅的化学反应和原理。
3. 《化学工艺及其自动化》：对制取高纯硅的工艺和方法进行了综合性的介绍和分析。
4. 《电镀与表面处理技术》：对电解法制备高纯硅的工艺和原理进行了深入讲解。
5. 相关学术期刊文章：通过搜索相关学术期刊，可以获取最新的研究成果，了解制备高纯硅的最新进展和方法。
以上参考内容仅供参考，如果需要具体的实验操作步骤和实验条件等信息，请参考相应的实验室操作手册和工艺规范。
工业硅制样方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述工业硅制样方法是指在工业生产过程中，对硅材料进行样品制备的方法。
硅是一种重要的工业原料，广泛应用于光电子、半导体、化工等领域。
为了保证硅材料的质量和稳定性，采用合适的制样方法对硅进行处理是至关重要的。
在工业硅制样方法中，有许多关键要点需要注意。
首先，选择合适的硅源材料是制样的基础。
常用的硅源包括硅石、二氧化硅和硅粉等，根据不同的生产需求选择适宜的硅源材料非常重要。
其次，制样过程中需要考虑到硅材料的纯度和杂质含量。
杂质的存在会严重影响硅产品的质量，因此，在制样过程中需要进行适当的纯化处理，以确保制得的硅样品具有较高的纯度。
此外，在工业硅制样方法中，还需要注意样品的形状和尺寸。
根据不同的应用需求，可以选择不同的制样方法，如熔凝法、气凝法、溶液法等。
对于一些特殊形状的硅样品，还可以采用模具制样的方式，以确保样品能够满足特定的使用要求。
总之，工业硅制样方法是确保硅产品质量的关键环节。
通过选择合适的硅源材料、进行适当的纯化处理以及采用合适的制样方法，可以制备出高质量的硅样品，满足工业生产的需求。
随着科技的不断进步，相信工业硅制样方法将会得到进一步的完善和创新，为各个领域的应用带来更多可能性。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构部分旨在提供本文的整体框架，以便读者能够更好地理解文章的组织和逻辑结构。
本文主要分为三个部分：引言、正文和结论。
在引言部分，我们将提供对工业硅制样方法的概述，介绍其重要性以及本文的目的。
通过这部分的阐述，读者将对工业硅制样方法的背景和意义有一个初步的了解。
接下来是正文部分，其中包含了工业硅制样方法的要点1和要点2。
这两个要点将按照逻辑顺序进行阐述，深入探讨工业硅制样的关键步骤、操作流程以及其中的技术要点。
读者将通过这一部分获得对工业硅制样方法的详细了解，并能够了解到在实际操作中需要注重的注意事项。
最后是结论部分，该部分将对前文进行总结，并对工业硅制样方法的未来发展进行展望。
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。
工业硅加工流程
工业硅是指用于生产电子产品、光伏电池、半导体等工业领域的高纯度硅材料。
它的生产过程包括以下几个主要步骤:
1. 矿石提纯
工业硅的原材料主要来自石英砂或金红石。
首先需要通过物理和化学方法将矿石中的杂质去除,获得高纯度的二氧化硅。
2. 还原反应
将高纯度的二氧化硅与碳(煤或木屑)在电炉中加热至1600-2000°C,发生还原反应生成粗硅。
化学反应方程式为:SiO2 + 2C = Si + 2CO。
3. 精制
粗硅中仍含有少量杂质,需要进行进一步的精制处理。
常见方法有化学汽相沉积法(CVD)和区熔精炼法等,可获得纯度在9N(99.999999%)以上的多晶硅。
4. 生长单晶硅
将精制后的多晶硅在真空或惰性气体保护下加热,利用凝固技术(如区熔重熔法)生长单晶硅棒。
单晶硅是半导体制造的关键材料。
5. 切割/研磨
将长度可达2米的单晶硅棒切割成3-300微米厚的圆盘状硅片(晶圆),经过抛光和清洗等处理后,即可用于制造集成电路或其它电子元器件。
在整个加工流程中,控制杂质含量和结晶质量是关键,需要在无尘车间等洁净环境下操作。
工业硅生产技术已日益成熟,是电子信息产业发展的重要支撑材料。
硅的提取2008-12-07 20:35高纯硅制备的化学原理(1)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1600~1800℃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+H2SO4）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，其工艺流程大致如图1：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1600~1800℃可制得纯度为95%~99%的粗硅。
其反应式如下：SiO2+3C=SiC+2CO（g）↑2SiC+SiO2=3Si+2CO（g）↑总反应式：SiO2+2C=Si+2CO（g）↑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（250℃）进行合成的。
E03. 高纯材料硅提纯技术分会主席：盛之林、王志、谭毅、罗学涛、马文会、邢鹏飞E03-01熔渣精炼联合酸浸出法提纯冶金级硅的研究夏振飞1, 2，伍继君1, 2，马文会1, 2，雷云1, 2，魏奎先1，戴永年1, 21. 昆明理工大学复杂有色金属资源清洁利用省部共建国家重点实验室2. 昆明理工大学真空冶金国家工程实验室为了去除冶金级硅中杂质制备太阳能级硅，本文采用了熔渣精炼(CaO-SiO2-CaCl2)联合酸洗(HF-HCl)浸出提纯冶金级硅的方法。
通过探究不同的熔渣碱度、精炼时间、渣硅比，得出冶金级硅中主要金属杂质的有效去除率为：Al>Ti>Fe>Ca，非金属杂质硼由22ppmw降低至1.37ppmw，其硼的分配比LB达到了6.65。
进一步酸洗后，金属杂质Fe、Al、Ti、Ca的总去除率分别达到了95.14%、97.45%、95.48%、71.88%，而非金属杂质硼进一步降低至0.50ppmw，总的去除率达到最佳的97.73%。
E03-02电子束熔炼技术在制备高纯材料中的应用谭毅1, 2，姜大川1, 2，李佳艳1, 2，石爽1, 2，游小刚1, 21. 大连理工大学材料科学与工程学院2. 大连理工大学辽宁省新能源材料载能束冶金装备工程实验室高纯材料是衡量一个国家或地区冶金技术发展水平的重要标志，发展高纯材料和高纯冶金技术是推动材料产业结构调整和升级的关键所在。
因此，单元和多元合金材料的纯度和冶金质量得到了越来越多的关注，这种关注不仅限于材料中的宏观夹杂和偏析，更关注的是微量杂质元素和组织均匀性对其性能的影响。
方法：电子束熔炼具有高能量密度、高真空度等优点，在高熔点金属及合金的精炼领域具有广泛的应用。
本研究团队多年来一直致力于材料高纯化的研究，利用电子束熔炼技术制备高纯单元材料和镍基高温合金、钛合金等多元合金材料。
结果：以镍基合金为例，电子束熔炼制备得到的镍基合金晶粒尺寸为2mm左右，经过标准热处理后，有大量球形的γ′相细小弥散均匀地分布在基体中，γ′相的尺寸小于30nm，体积分数大于40%。
工业硅生产工艺流程工业硅是指以硅矿石或硅石为原料，通过冶炼、精炼等一系列工艺过程制得的纯度较高的硅材料。
工业硅广泛应用于电子、光伏、冶金等领域。
下面将介绍一种典型的工业硅生产工艺流程。
1. 标定原料选择合适的硅矿石或硅石作为原料。
硅矿石主要有石英、石英砂等，硅石则包括自然石英、矽灰石等。
原料的选择要考虑其纯度、组成及储量等因素。
2. 破碎磨矿将原料进行破碎，使其粒度适合冶炼工艺要求。
破碎后的原料进一步经过磨矿处理，使其细度更加均匀。
3. 硫化还原硅石或硅矿石中的非硅物质主要是氧化物，需要通过硫化还原的工艺将其转化为硫化物。
首先，在高温下将原料与硫粉进行混合，在还原气氛中进行反应，同时产生硫化物和二氧化硫。
4. 氯化反应将硫化物和氯气进行反应，产生氯化硅。
氯化反应是硅制备中的最关键环节。
反应温度通常在800℃-1200℃之间，并在反应炉中加入焦炭作为还原剂，使得氯化硅的产率更高。
5. 氦气净化通过气相净化工艺，去除氯化反应产生的杂质气体，如氯气、二氯化硅等。
同时，还可以将氯化硅与过剩的氯气进行反应，得到更纯净的氯化硅。
6. 气相析出将氯化硅气体通过水冷器冷却，使其在水冷器中析出，得到纯净的工业硅。
硅在冷却过程中逐渐凝固成颗粒状，可以采用离心机或其他分离设备将硅颗粒与气体分离。
7. 粉碎加工将得到的硅颗粒进行粉碎加工，得到符合要求的硅粉。
硅粉的细度和粒度可以根据具体工艺要求进行调整。
8. 纯化处理对硅粉进行纯化处理，去除一些杂质物质，以提高工业硅的纯度。
纯化方法主要有提纯烧结、浸出纯化、氧化溶液法等。
9. 烘干包装对纯化后的工业硅进行烘干处理，将其含水量降低到一定范围内。
之后对产品进行包装，确保产品质量。
以上是一种典型的工业硅生产工艺流程，其中涉及到了硫化还原、氯化反应、气相析出等重要环节。
在实际生产中，具体流程和工艺参数可能会因不同厂家和产品要求而有所差异。
工业硅的生产工艺需要严格控制各个环节的工艺参数，以确保产品质量和产量的稳定性。
1
从硅渣中提取工业硅的工艺
瞿仁静 包稚群
（昆明冶金研究院）
摘要：本文叙述一种简单的处理方法，通过手选、机选、配料、熔炼
等工序，采用专利技术，利用工频炉，配入专利合成熔剂，从工业硅弃渣
中提炼单质硅，产品达到工业硅精度，提炼方法简单，成本低廉，是硅行
业的一种节能减排的新技术。
关键词：工业硅，硅渣，工频炉，合成熔剂
1.前言
工业硅生产以硅石为原料，碳质原料为还原剂，用电炉进行熔炼。工
业硅是指以含氧化硅的矿物和碳质还原剂等为原料，经电炉熔炼制得的含
Si97%以上的产物。工业硅主要用于配制合金、制造高纯半导体、生产硅橡
胶、硅树脂、硅油等有机硅。
目前云南省的硅产能为100×104t/a，产硅渣10×104t/a，硅渣长期以来都
用来铺路或作为弃渣堆存，占据了大量的土地资源，硅渣中含有15%以上
的单质硅没有被回收，造成了资源的浪费。云南省永平县泰达废渣开发利
用有限公司法人进行了多年的研究，发明了“微铝微钙硅铁的生产方法”
来处理硅渣，通过简单的方法回收硅渣中有效成分，并除掉硅中的杂质，
使硅中杂质含量和结晶状态等符合要求，并将此工艺申请专利，在四川省
大邑县成功生产近2年，在云南省永平县成功生产1年有余。
2.原辅料
从工业硅渣中提取单质硅的新方法，以冶炼硅渣为原料，通过造渣去
除原料中的CaO、Al2O3、FeO。配料为专利技术，主要有两种辅料，辅料
专利号为ZL02X341672，文中以辅料1、辅料2代替。
硅渣成分见表1。
表1 硅渣成分
名称 Si SiO2 C H2O FeO Al2O3 CaO 合计
硅渣 16.2% 48.7% 15% 10% 0.3% 4.9% 4.9% 100%
原、辅料单耗量：硅渣为6250kg/t硅，辅料1、2各为62.5 kg/t硅。
2
3工业硅的杂质来源和性质
工业硅中的杂质以单质和化合物的形态存在。热力学计算表明，Fe2O3、
SiO2、MgO、Al2O3、CaO等在常压下还原时，Fe2O3还原温度最低，其次
是SiO2，再次是Al2O3、MgO和CaO。因为还原温度不同，Fe2O3、SiO2绝
大部分被还原，Al2O3、MgO和CaO只能部分还原。未还原的Al2O3、MgO
和CaO与SiO2一起形成熔渣。这种熔渣有的积聚在一起形成明显的浅色熔
渣块，局限在晶界间，界限分明，破碎时可用手工清除；另一些熔渣则变
成深色的仅在显微镜下才能看到的颗粒，和硅混杂在一起，成为硅中的杂
质。
4硅与渣的分离原理
从硅渣中提取工业硅，第一步是要将硅渣中明显的浅色渣与深色渣用
手工锤分离，再用中选原理进一步分离，提高硅渣中硅的含量；第二部进
行熔炼分离，主要是要分离熔体硅中的杂质。
硅渣中的杂质以还原和未还原两种形态存在，在工业硅中加入由
Na2O5~50%, SiO250~95%组成的絮凝剂或者由Na2O5~50%, SiO250~95%以
及MgO、CaO低于35%组成的熔剂后，熔渣的熔点可从原来的1450~1480，
降到1000左右，还可降低熔渣的密度，改善其粘度和表面张力，有利于熔
渣和硅的分离。铝和钙与合成熔剂间发生氧化反应而被除掉，铝和钙的氧
化速度常数与温度成线性关系，铝和钙的氧化过程在接近扩散的区域内进
行。熔渣在合成熔剂中经40min即可全部溶解，可除掉83%的铝及92%的
钙。这种熔剂是由苏打灰、白云石、硅石、生石灰和蛇纹岩或碎玻璃等配
成，对硅呈惰性，能很好地使铝、钙氧化和使非金属夹杂物聚集上浮分离，
但无除铁作用。熔剂的添加量一般为精制工业硅的10~20%(质量)。配料工
作要求准确、均匀、及时，配料工作的好坏对产品的产量、原料单耗和成
本等都有重要影响，甚至会决定熔炼提纯过程能否进行。
硅渣提纯熔炼用工频炉进行加热和保温。
5工艺流程简述
根据硅渣的性质，冶炼工艺分为手选、机器分选、配料、提纯炉熔化、
产品浇注、精整、破碎、烟气除尘净化等工序。
3
生产使用的原料，通过手工分选后由振动筛冲水落入机器分选车间，
用铲车运送至配料车间配料，配好料后装入吨袋，再由铲车输送至熔化车
间，用起重机送至炉子操作平台，由人工进行加料。
电提纯炉容量为1500~4000kVA，由于炉子的炉龄较短，每座炉子有2
个炉体，保证炉子能正常生产。冶炼周期2h~3h，当一台炉子在加料或出料
的时候，另外的炉子在工作，不会同时加料和出料。经电提纯炉冶炼得到
硅熔体流到铁水包中，由行车运至浇注区进行铸模，自然冷却后人工破碎、
精整，检验合格后装袋包装入库。当一个铁水包在浇注时，三台炉子都在
工作，浇注时无炉子加料或出料。
除尘工艺流程为：提纯炉、浇注烟气→布袋除尘器→引风机→烟囱。
采用袋式除尘器净化烟气。烟气经炉顶活动烟罩汇入烟管，进入袋式
除尘器，净化烟气由引风机送入烟囱排入大气。提纯炉炉口敞开，烟气上
升过程中温度降到除尘器的安全操作温度。引风机吸风，炉口烟气处于负
压状态，避免烟气外逸，净化烟气由引风机送入烟囱排入大气，收集的粉
尘返回配料。
通过手工分选和机器分选后的原料成分见表2，配料后的入炉物料成分
见表3，炉渣成分见表4，产品硅的成分见表5。硅渣回收生产工艺流程见
图1。
表2 选矿后原料成分
名称 Si SiO2 C H2O FeO Al2O3 CaO 合计
硅渣% 87.92 1.5 0.12 10 0.30 0.1 0.06 100
表3 入炉物料成分
名称 Si
SiO2 C FeO Al2O3 CaO 其它 合计
入炉物料% 88.90
6.31 0.12 0.30 0.10 4.19 0.08 100
表4 炉渣成分
名称 3Al2O3.2SiO2 CaO.SiO2 FeO.2SiO2 SiC Si 合计
炉渣% 0.63 94 0.80 3 2 100
表5 产品成分
4
名称
Si C FeO Al2O3 CaO 其它 合计
硅%
99.50 0.02 0.30 0.06 0.03 0.09 100
图1 硅渣回收工艺流程图
6车间组成
工业硅企业是高能耗企业，消耗大量电能，硅渣提炼车间应配置在靠
近原料产地，廉价能源基地。
硅渣回收主要由原料堆场、机器分选车间、配料车间、熔化车间库房、
除尘设施及辅助设施组成。其中机器分选车间、配料车间、熔化车间、库
硅渣
手选
机器分选 提纯炉 辅料1 辅料2
配料
浇注
破碎
检验
合格 不合格
入库 返回配料
5
房、除尘设施及配电房为联合厂房。
机器分选车间设置堆场、机器分选设备、带式输送机，物料由带式输
送机输送至配料车间。配料车间与机器分选车间相连。熔化车间设置铲车
通道、提纯炉、浇注区、破碎车间。提纯炉的循环水泵房靠近电炉厂房，
布置在较低处，电炉的烟气净化设施也靠近厂房。电炉厂房四周的建筑物
的长度比电炉厂房的长度短。提纯炉设置两个冷却水池，保证水质符合低
压蒸汽锅炉用水的水质要求，每升水中钙、镁离子应不大于0.03mg/mol，
氯离子含量不大于20~30mg/L，循环水的补水在处理后补入。
7成本分析
从硅渣中提取工业硅制造成本约为7500元/t，其中可变成本比例为
90.77%，固定成本比例为9.23%。原料费用及动力占总成本费用的比例为
61.99%，是影响本项目效益的关键因素，企业应提高回收率，在降低耗量、
加强内部管理上下功夫，以使效益稳步增长。制造成本分析见表6。
表6 制造成本构成分析表(%)
项目 原料 辅料 动力 直接工资 制造费用 管理费用 财务费用 营业费用 总成本费用
比例 72.74 0.16 17.86 2.37 4.24 0.13 0.27 2.21 100.00
8结论
硅渣中含有15%以上的已经还原的单质硅，长期以来没有进一步进行
分离，单质硅与硅渣混合成为廉价的铺路材料。采用专利合成熔剂利用工
频炉融化硅渣，可以再次分离硅与渣，并对单质硅进行进一步提纯，使其
达到工业硅的要求。加工技术精湛，加工成本低廉，是硅行业的一项节能
减排新技术。
参考文献：
【1】何允平、王恩慧.工业硅生产【M】.冶金工业出版社，北京，1989
年。211~213.
【2】硅铁生产一百问编写组.硅铁生产一百问，冶金工业出版社【M】.
北京，1997年。
【3】铁合金生产编写组.铁合金生产，冶金工业出版社【M】.北京，
1995年。
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作者简介：
瞿仁静（1963-），女，重庆人，高级工程师。
