工业硅技术问答.

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。

硅与卤族元素反应，生成相应化合物，如:

Si＋2F2＝SiF4

Si＋2Cl2＝SiCl4

这是利用工业硅制取多晶硅的主要反应之一。

硅在高温下能与氧化合，生成SiO2或SiO:

2Si+O2＝2SiO

这是工业硅生产中，发生在电弧区的副反应，可造成硅的挥发损失，降低冶炼中硅的实收率。固体SiO的密度为2.13~2.15g/cm 3。

硅的其它化合物:硅与硫的化合物有:SiS、SiS2，高温下易挥发。硅可以与氢、氮化合生成SiH4、SiH6……和Si2N3、Si3N4等化合物。硅几乎能与所有非金属生成化合物，如:

Si+C＝SiC

SiC具有良好的耐磨、耐高温性能。在工业上，SiC是在电阻炉内用硅石、石油焦、木屑等制得的，主要用做磨料、耐火材料和电热元件。

硅可与大多数熔融金属互溶，并生成多种硅化物。

硅的氧化物：硅的氧化物有SiO和SiO2两种。SiO2熔点为1720℃，沸点为3500℃。

③工业硅的物理化学性质

工业硅除含有97％以上的硅外，还含有不同数量的其他元素，除了含有铁、铝、钙等金属元素的氧化物外，尚含有钛、锰、镍，锌、镁等金属元素，约占工业硅的0.08～0.10%，含有氧、碳、硼、磷等非金属杂质，占工业硅的0.2～0.3%。此外，硅锭中还含有其他一些夹杂物。一般情况下，工业硅中铁、铝、钙外的各种杂质总量约为工业硅的0.5%，致使工业硅的物理化学性质与元素硅略有不同，其特性值不是一个定数，而是一个范围。如密度为2．3～2．4g／cm3(20℃时)，熔点1410℃左右，电阻率约为1×10-3Ω·cm(1700℃时)。多种杂质元素及其化合物的存在和参与反应，致使工业硅生产的化学反应机构和生成物及相图等更为复杂。

3.工业硅有哪些用途？

工业硅现已广泛用于配制合金、制取高纯半导体材料和有机硅等方面。

(1)配制合金

①配制铝基合金：铝硅合金是铸造合金中品种最多、用量最大的合金。工业用铝硅合金硅含量可达25%。硅加入铝合金后，可提高合金的强度，增大抗氧化和耐腐蚀能力，密度变小，热膨胀系数小，铸造性能好，合金铸件具有高抗冲击性和高压下的致密性。

②配制铜基合金及其他合金：硅的铜基合金，如硅青铜，有良好的焊接性能，可作储罐，冲击时不易产生火花，可以防爆。ZQSiD3青铜在海水或石油中有高的抗蚀性。

③制作冷轧硅钢片：钢中加入硅后，能大大改善钢的磁性，增大导磁率，降低磁滞和涡流损失。含硅4％左右的硅钢片，可用于制造变压器和电机的铁芯。现在正向生产高硅含量的硅钢发展，外国已能生产含硅12％、冷轧厚度0.08mm的硅钢片。

(2)制造高纯半导体

用作半导体的材料种类很多，但最为通用的还是硅和锗。硅的熔点高、热稳定性好(锗元件的工作温度低于80℃，而硅元件的工作温度可达200℃)，且禁带宽度大，资源丰富，硅的应用已超过锗。当今在新的产业革命浪潮中，社会己进人信息化，用硅半导体制成的集成电路和大型集成电路，在工业发达国家已应用于各个领域，被称为“产业之米”，人们已把20世纪称为“原子能和半导体世纪”。

半导体硅的制取，一般分为两个阶段：工业硅先通过化学、物理方式提纯制取高纯多晶硅，再进一步提纯多晶硅，并将晶体无序排列的多晶硅熔化拉制成单一方向结晶的单晶硅。单晶硅主要用作集成电路和电子元器件及太阳能电池等各方面。太阳能电

池的研制是近年来随着新能源的开发兴起的，近年来我国正在大力发展太阳能电池产业。

(2)制作有机硅

工业硅用于有机硅的发展最快，应用的领域也最广，可合成的产品种类达5000多种，故被称为“工业味精”。

有机硅的制造可分为单体合成、水解、缩合三步。单体合成，以甲基单体为例，是用200目硅粉与氯化铜按Cu：Si=15：85混合，在270～300℃下通入CH3Cl而制得。生成1kS甲基单体耗用硅粉0．46kg。合成的主要反应为：

Si十3CH3C1→CH3SiCl2+C2H6

此外还可生成(CH3)2SiCl2；(CH3)3SiCl。通常把CH3SiCl3、(CH3)2SiCl2，(CH3)3SiCl分别称为I甲基、Ⅱ甲基、Ⅲ甲基单体。除甲基单体外，还有苯基单体，通式为(C6H5)n SiCl4－n(n=1，2，3)。由这些单体可制成硅橡胶、硅树脂、硅油。

硅橡胶是由极纯的Ⅱ甲基单体水解成极长的硅氧键，在--70℃奎200℃范围内能保持弹性，可做高温垫圈等。

硅树脂是由1甲基与I甲基单体水解缩合成的网状结构体，用于生产绝缘漆、耐热温度达180～200℃，还可用于生产高温涂料。此外，聚乙烯硅铜钠等树脂。涂在化工加热蒸发结晶的换热器上，可延缓结垢速度，提高热交换效率。

硅油是由Ⅱ甲基与置甲基单体水解缩合成的链状分子结构油状物，其粘度受温度影响很小，用于高级润滑剂、上光剂、流体弹簧、介电液体等方面，还可加工成无色透明的液体，喷在建筑物上防水。

(4)制作耐高温材料和其他材料

制作氮化硅(Si3N4)。氮化硅是新型的耐热、耐磨、耐腐材料。它是在氮气氛下，将粒度小于250目的硅粉加热到1250—1400℃而制得：

3Si十2N2=Si3N4

制作涂面材料。将硅、碳化硅磨成200目粉末后与其他物质混合，用ZCDP-3型金属喷枪，喷到石墨电极表面，涂层厚0.5～1.0mm，这样可提高电极氧化温度，在相同使用条件下，电极净耗降低17％。

钢件表面渗硅。钢件在1000～1200℃下的SiCl4相中进行表面渗硅，渗硅过程的机理是：

4Fe+3SiCl4→3Si+4FeCi3

析出的硅形成Si-Fe扩散层覆盖在钢件表面，可提高钢件的抗腐性能。

用于硅热法冶炼高熔点工业硅或微碳工业硅。其机理是：

MeO十Si→SiO2+Me

即硅还原某种金属的金属氧化物。多数工业硅用硅铁做还原剂，如生产钼铁用75％SiFe，铌铁用90％SiFe，钒铁用90％SiFe。但少数合金，如含钨80％的钨铁等需用工业硅做还原剂。

把硅、二氧化硅与石灰石等混合，进行水热反应，可生成泡沫铝的发泡剂。泡沫铝耐火、耐热性能高，易加工，是理想的装饰材料。人们还研制出把硅、锌和铜的再生物加工成混合物，掺人剧纺织品中，制成不沾附尘土和脏物的权料，这种衣料不需经常洗涤，能经久耐用。

随着国民经济和近代科学技术的发展，工业硅的应用领域和用量仍在不断扩大。

4.我国工业硅产品的标准是什么？

不同国家的化学用硅，是根据实际需要按不同标准生产的。

⑴1961年冶金工业部颁布了YB94-60《结晶硅分类及技术条件》，1981年经国家标准总局批准，发布了GB2881-81《工业硅技术条件》如下表：

品质代号

化学成分，%

Si

杂质，不大于

Fe Al Ca 杂质总和

一级甲Si-1A 99.0 0.6 0.4 0.4 1.0 乙Si-1B 99.0 0.5 - 0.5 1.0

二级Si-2 98.0 0.7 - 0.5 2.0

三级Si-3 97.0 1.0 - 0.8 3.0

⑵我国国家技术监督局1991年10月5日发布的GB/T 2881—91《工业硅技术条件》，首次列出了我国的化学用硅标准。1991年修订的工业硅化学成分如下表：

⑶我国国家质量监督检验检疫总局和国家标准管理委员会于2008年3月31日发布的GB/T 2881-2008《工业硅标准》（替代GB/T 2881-1991《工业硅技术条件》）。标准规定的工业硅化学成分如下表：

类别牌号

化学成分（质量分数）/% Si，

不小于

杂质，不大于

Fe Al Ca

化学Si-A 99.60 0.20 0.10 0.01 Si-B 99.20 0.20 0.20 0.02 Si-C 99.00 0.30 0.30 0.03

名称牌号

化学成分，% 应用范围Si

不小于

杂质，不大于

Fe Al Ca 杂质总和

A级硅Si-A 99.3 0.4 0.2 0.1

化学用硅B级硅Si-B 99.0 0.5 0.3 0.2

一级硅Si-1 98.5 0.6 - 0.3

冶金用硅二级硅Si-2 98.0 0.7 - 0.5

三级硅Si-3 97.0 1.0 - 1.0

用硅Si-D 98.70 0.40 0.10 0.05

冶金用硅99.60 0.20 - 0.05 99.30 0.30 - 0.10 99.30 0.50 - 0.20

注1：化学用硅指经化学处理后用于制取有机硅等所用的工业硅，冶金用硅是指冶金方面用于配制铝硅等各种合金所用的工业硅。

注2：硅含量以100%减去杂质含量总和来确定。

注3：分析结果的判定采用修约比较法，数值修约按GB/T 8170的规定进行，修约数位与表中所列极限值数位一致。

注4：如有特殊要求，供需双方另行议定。

5．工业硅生产的任务是什么？

工业硅生产的基本任务就是把硅元素从硅石或氧化物中提取出来。理论上可以通过热分解、还原剂还原和电解等方法生产。在这三种方法中，最后一种方法属于湿法冶金范畴，在湿法冶金中予以讨论。

第一种方法在实际生产中会带来很多困难，因为组成工业硅的各类元素与氧的亲和力很大，除了少数元素的高价氧化物外，其他的氧化物都很稳定，通常要在2000℃以上才能分解，这样高的温度在实际生产中会带来很多困难，因此目前没有一种工业硅是用热分解方法制取的。绝大多数工业硅都足通过第二种方法即用还原剂还原来制取。

6．工业硅生产方法的特点什么?

工业硅生产采用三相矿热炉，用连续操作法进行生产。

所谓连续操作法，就是随着炉料经受高温后，不断地反应和熔化，使料面相应地下降；同时不断地补加新炉料，炉膛中的炉料始终保持饱满状态。根据炉内熔炼积存的硅量定期地放出。在整个冶炼过程中，电极插入炉料内较深，不露电弧，故热量损失少，炉温高。由于工业硅冶炼的这些特点，整个冶炼过程不分阶段，这种方法叫连续操作法。

使用矿热炉生产工业硅采用连续加料方法，根据电极有效相电压和炉膛的电流密度保持炉料层距炉底的高度。采用该种方法生产工业硅能够降低电耗和提高硅从原料中的回收率。

7.什么是硅的电热熔炼法及其优点？

电热法特点：以电流电弧作为高温热源，同时还有电流通过炉料时产生的电阻热和还原剂潜热，因而能量集中，形成高温反应区，特别适合一些高熔点或难还原氧化物的还原熔炼。

电热法同其他冶炼方法相比还有优点：

①熔炼加热过程主要是由取决于输入电压和电流的电炉容量决定的，过程易于管理、调整和控制。

②就加热过程而言，与炉内气体的形式和组成无关，不受燃料质量和种类等外部因素的影响。

③用碳还原氧化物可产生高发热量的气体，如能有效回收之，可用做热源或其他目的。

④特别有效的是缺乏固体、液体燃料而有丰富水电的地区。

⑤电热法同生产铝等电解法比，具有单位产能投资少，单体设备生产率高，不需变交流为直流电的整流装置等优点。

8.碳热还原有什么特点？

①用碳还原氧化硅，形成的气态反应产物——碳的氧化物可连续从反应区排出，有利于还原反应向制得金属的方向进行。

②碳还原氧化物的能力随温度的升高而增强，各种金属氧化

物，在一定条件下几乎都能被碳还原。

③碳质原料（石油焦、低灰分烟煤、木炭、沥青焦等）来源较广泛，价格较便宜。

④用碳还原氧化硅，可产生碳化硅，如处理不当，可造成金属损失，给熔炼过程造成困难。

⑤在高温下随着碳热还原过程的进行，还要吸收大量的热。

9. 工业硅炉的是怎么分类的？

工业硅炉一般根据矿热炉的设备特点分以下几种类型：

⑴按电极相数分为单相单电极、三相三电极和三相六电极电炉；

⑵按烟罩或炉盖设置形式可分为高烟罩及矮烟罩敞口式电炉、矮烟罩半封闭式电炉和全封闭式电炉；

⑶按炉体可分为固定式和旋转式电炉。

我国大多数采用矮烟罩半封闭式固定式电炉，少数采用全封闭式旋转电炉。

工业硅炉大小是根据矿热炉变压器容量大小而定的，可分为小型电炉（≤2000kVA）、中型电炉（2000～9000 kVA）和大型电炉（＞9000 kVA）。目前我国大多数容量为6300～12500 kVA，也有少数的16500～25500 kVA，最大容量为39000 kVA，而南非已于70年代建成48000 kVA容量的工业硅炉。

10.工业硅的生产工艺流程是什么？

硅石木炭石油焦煤或木块

原破碎筛分（3mm）破碎磁选破碎磁选

料水洗弃掉

准筛分（8mm）

备弃掉

（20～150mm) (3～100mm) （0～30mm) 合格料（煤~20mm)

合格料合格料合格料木块（50～150mm) 配称量称量称量称量

料

配料

熔水

电电炉熔炼

炼电极

出

炉氧气液体硅

精取样分析定级

炼铸锭清整抬包渣

产固体硅破碎

品挑渣

破筛分

碎合格粒度硅块（6~100mm）

包称量包装

装入库

第2章工业硅冶炼原理

11．用还原剂还原法制取工业硅的反应通式是什么？

通常用还原剂还原法制取工业硅反应的通式为：

yA m O x +nxB=myA+xB n O y

式中A m O x-矿石中含合金元素的氧化物；

B—所用的还原剂；

A—提取的合金元素；

R n O y—还原剂被氧化后生成的氧化物。

这个式子意味着，还原剂B对氧的亲和力大于被还原的金属对氧的亲和力，这就是金属氧化物还原的热力学条件。这个式子也规定了还原剂的条件是：作为还原剂，它对氧的亲和力必须大于被还原金属对氧的亲和力。

12．反应热效应的意义是什么？

反应的热效应是一个重要的热力学函数。当物质进行化学反应和物理变化时，放出和吸收的热叫这个过程的热效应，热效应用ΔH 表示。

热效应在冶金中得到了广泛的应用，例如在工业硅生产中，使用的主要物质和炉内各相的主要成分是互相联系的，彼此进行着物质、热量和能量的交换，因此用热效应研究和分析反应进行的可能性和金属氧化物可还原性的顺序，对工业硅的生产具有重要的意义。

13．反应的标准吉布斯自由能变化△G θ

的意义是什么？ 反应的标准吉布斯自由能变化△G θ是一个重要的热力学函数，用它可以判断过程自动进行的方向，在工业硅生产中得到广泛的应用。可以创造条件使反应沿着预期的方向进行，达到预期的目的。

欲使反应向冶炼需要的方向进行，即向生成物A 的方向进行，

则反应的标准吉布斯自由能变化必须是负值，即ΔG θ〈0。反应的

标准吉布斯自由能变化△G θ可以根据标准生成吉布斯自由能数据

计算得到，即：

ΔG θ-∑n j ΔθG （生成物）-∑n i ΔθG （反应物） 14．氧化物的稳定性有哪些表示方法？

在火法冶金和湿法冶金中研究人员对氧化物的稳定性进行了广泛的研究。氧化物的稳定性可用氧化物分解压大小表示。在一定温度下，分解压越小，该氧化物越稳定，越不易分解和被还原；相反，分解压越大，该氧化物越不稳定，易分解和被还原。

例如，氧化物CaO 、Cr 2O 3、SiO 2、Al 2O 3，在1600℃时它们的分解压分别为CO O 2p =5. 830×10-19 Pa ，522O Cr O p =1. 570×10-7Pa ，22SiO

O p =2.

166×10-11 Pa ，322O Al O p =2. 730×10-15 Pa ，因此它们的稳定性由大

到小的次序为：CaO ，A12O 3，SiO 2，Cr 203。

氧化物的稳定性也可用标准生成自由能表示，即1mol 氧与某单质化合的生成自由能负值越大，则该氧化物就越稳定。

15．化学反应速率的意义是什么？

我们研究了反应的自由能变化ΔG θ和平衡常数K ，它们分别表

示反应进行的方向和限度，这是两个重要的热力学函数。然而热力学只能给我们指明反应的可能性，而反应的实现则需要考虑反应速率等动力学因素，因此我们要简单研究一下反应速率。化学反应速率通常用一个参与反应的物质的浓度随时间的变化速率表示，化学反应速率的通式为： n kc dt dc

=-

式中 c ——反应物的浓度；

n ——反应的级数；

k ——反应速率常数，与温度、压力、扩散速度、相界面大小等因素有关。

式中，负号“－”表示反应物浓度逐渐减少的方向。当用反应物表示浓度时，前面为负号；当用生成物表示浓度时，前面不加负号。

影响化学反应速率的因素很多，化学反应速率除与物质的本性有关外，还与催化剂种类、浓度、压力、温度、扩散速度和相界面大小等因素有关。例如扩散速度大，相界面大反应速度就快，为了扩大相界面，选用的还原剂粒度要适当小些；同时采用各种手段进行搅拌，以增大相界面积扩散速度；而温度越高，熔体的流动性就越好。工业硅生产主要是熔体与还原剂的反应，要获得流动性良好的熔体必须将熔渣过热到一定温度，实际生产时冶炼温度通常比熔渣的熔点高100～200℃。

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

成工业硅，少部分的硅在高温区与二氧化硅作用，按最后反应式又生成一氧化硅，然后又和碳进行反应，结果反应连续不断地进行。由此可知．一氧化硅不但是反应的中间产物，同时，它可促进反应加速进行。

由于一氧化硅在高温下是气体，易挥发而损失掉，尤其当塌料或大刺火时，逸出或喷出的白色气体多是一氧化硅。因此，要求及时处理塌料或大刺火的现象，否则，将造成一氧化硅的大量损失，减少产量，增高单位电耗。

18．反应中碳化硅的产生和破坏的原因是什么?

冶炼工业硅时在反应中二氧化硅首先被还原成一氧化硅。部分的一氧化硅气体在上升过程中与料层中还原剂接触并作用后，较易生成碳化硅。其反应式如下：

SiO＋2C=SiC＋C0↑

冶炼过程中，还原剂加入量过多时，更易产生碳化硅。其反应式如下：

SiO2＋3C=SiC＋2CO↑

往往在修炉时于料层内部发现大量碳化硅(冷却后呈褐色，稍有光泽并是针状结晶)，说明产生碳化硅的反应是存在的，并且是中间产物。

碳化硅(SiC)的熔点约为2500℃，不易熔化，电阻小，导电性强。因此，炉中积存过多碳化硅，使炉况恶化。

冶炼工业硅，碳化硅不易被破坏，所以，碳化硅对炉况影响很大。碳化硅在高温时可被二氧化硅所破坏，其反应式如下：

SiO2＋2SiC=3Si＋2CO↑

2SiO2＋SiC=3SiO＋CO↑

较大容量工业硅电炉，因炉温高，碳化硅易被破坏。碳化硅在高温时还可以被一氧化硅破坏，其反应如下：

SiO＋SiC=2Si＋CO↑

较小容量的电炉中冶炼工业硅时，由于炉内温度较低，破坏碳化硅的反应，不易充分进行，因此，有时有较多的碳化硅存在炉内，因它的熔点高，导电性强，致使电极不能较深地插入炉料，造成炉况恶化。此种情况在较小容量的工业硅电炉是比较经常发现的，为了纠正这种不正常现象，应将炉中碳化硅尽量掘出，同时适当地减少还原剂加入量，以改善炉况。

待续

工业硅酸钠工艺规程

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

工业硅工艺流程资料讲解

.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

硅材料的制备

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

工业硅生产常识问答

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,

半封闭式工业硅矿热炉主要技术方案

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

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

硅化学制法

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

工业硅技术安全操作规程.

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

工业硅安全生产各岗位职责

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。

简述有机硅单体生产的工艺流程

简述有机硅单体生产的工艺流程 金属硅通过破碎成硅粉，和催化剂、氯甲烷一起加入到硫化床，进过洗涤塔滤出渣浆后进过粗 单体塔获得粗单体。 硅粉和氯甲烷为有机硅生产的原料，硅块进过给料机送至鄂式破碎机进行初步破碎，再送至旋风磨，磨成硅粉，筛分后的合格硅粉由气力输送泵或槽车送至单体合成。 硅粉和氯甲烷在流化床内气固相催化反应合成有机硅粗单体，从流化床出来的气固混合物进 过旋风分离器出去大部分粉尘后去洗涤塔，顶部采出的粗单体去粗单体塔进一步分离，粗单体塔地步采出粗单体。 粗单体：混合物，主要含有二甲基二氯硅烷、一甲基三氯硅烷、三甲基一氯硅烷、一甲基二 氯硅烷、二甲基氯硅烷、高沸物、低沸物等。 粗单体进过脱高塔、脱低塔、二元塔（产品二甲、一甲）、轻分塔（产品轻沸）、含氢塔（产 品：含氢），共沸塔（产品：共沸）、三甲塔（产品三甲）、高沸塔（产品高沸）进行精馏分 离操作。 甲基单体精馏具有分离组分多、组分相对挥发度度小、分离纯度高等特点，装置采用微正压、 先脱高、后脱低、先后分出一甲、二甲的多塔连续工艺、分别获得多种高纯度的甲基单体产品。 简述有机硅基础聚合物（110 硅橡胶和107 硅橡胶）的生产工艺流程和应用 110 硅橡胶 二甲加入浓酸循环封闭式管道反应系统发生水解反应生成低聚硅氧烷（二甲水解物）并释放出氯化氢，氯化氢通过管道输送至其他工段生产氯甲烷或者浓盐酸，低聚硅氧烷 进过萃取、中和、蒸煮、排水处理，得到合格水解物。 水解物经过静置排水后进入裂解釜，在氢氧化钾催化剂的作用下环花重排，经裂解 塔分解出钾盐、线体、得到环体进入脱低塔；脱低塔塔顶采出D3，塔釜液体输送至产品塔；产品塔塔釜返回至水解循环系统水解，塔顶采出DMC。 DMC 和 VMC 混合脱水后，加入封头剂、碱胶发生聚合后经过脱氢脱去低分子得到产品进行包装，即可得到110 甲基乙烯基生胶. 甲基乙烯基硅橡胶由于硫化活性提高，耐热性和高温抗压缩变形有很大改进，是产量最大、应用最广的一类硅橡胶，品种牌号也最多。除通用型胶料外，各种专用性和具 有加工特性的硅橡胶，也都以它为基础进行加工配合，如高强度、低压缩变形、导电性、迟燃性、导热性等硅橡胶。这类硅橡胶广泛用于 O 型密封圈、油密封，各种管道、密封剂和粘合剂等。 110 系列硅橡胶可用于制造模压胶、挤出胶、电绝缘胶、阻燃胶等各类混炼胶。 107硅橡胶 原料经过脱水，加入催化剂聚合后，脱去低分子即可进入成品罐储存包装。 连续法生产 将3 个静态混合器串联，组成了连续化的生产流程。如图所示。二甲基环硅氧烷先经过 预热，然后在脱气罐中脱水，在用泵经催化剂混合器送至第一静态混合器。在混合器内 物料与催化剂（硅氧烷醇钾溶液）混合。第一混合器温度为 180-190 ℃，压力 1.16MPa ，物料停留时间为 17-24 分钟，在此加入计量的水。随后，在第二静态混合器即中和器内 用磷酸和硅氧烷配制成的溶液进行中和处理；加入中和剂的物料再进入第三静态反应器， 进一步完成中和。最后，中性物料经压力调节阀，再加热提高物料温度，进入脱除挥发 分装置，在真空下除去聚合物中的低分子聚硅氧烷。 7硅橡胶是由硅氧烷单体聚合而成的、其分子两末端带有羟基的有机硅材料。 根据羟基含量高低和粘度不同，可分别用于不同的行业。

工业硅技术问答5

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

工业硅

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

工业硅矿热炉的设计说明

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

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.

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

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℃

详解纯硅制取

详解纯硅制取 1.首先工业上在电炉内，用硅石和碳反应得粗硅和一氧化碳，然后用粗硅和氯气反应得四氯化硅，再用四氯化硅和氢气反应的纯硅和氯化氢，这样就完成硅的制造。（第一步完全相同，第二部有三种方法，工业上用的的是西门子的方法，其他两种不常见。） 反应方程式 A, 石英制硅（冶金级），这一步是粗硅制取 硅商业上是由高纯度的石英砂和木头，焦炭和煤使用碳棒电极在电弧炉中制得。在高于1900 °C的温度下，依照下列方程式碳把石英砂还原成硅： SiO2 + C →Si + CO2. SiO2 + 2C →Si + 2CO. 这一过程所的硅称为冶金级硅。纯度为98%-99%。该种2000年0.8美元/公斤，2005年1.7美元/公斤。世界每年制造冶金硅400万吨。 另外，硅制备办法还有熔盐电解法，即电解熔解的二氧化硅。但该研究也只是在2000年才见报道，目前还没有工业化。该方法是不释放二氧化碳。 这种硅的耗能：14千瓦时/公斤硅 B, 高纯硅的制备 1，改进的西门子法 在制备高纯硅之前，需要把粗硅转化成三氯化氢硅（300°C）： Si + 3HCl →HSiCl3 + H2 接着，通过精馏使SiHC13与其它氯化物分离，经过精馏的SiHCl3，其杂质水平可低于10-10％的电子级硅要求。 然后，提纯后的SiHC13通过CVD原理在1150°C下制备出多晶硅粉。 2 HSiCl 3 →Si + 2 HCl + SiCl4.

这个过程的能耗是：150千瓦时/公斤。 2,杜邦法 在950°C下,用锌还原四氯化硅: SiCl4 + 2 Zn ? Si + 2 ZnCl2 但是, 因为副产品氯化锌经常阻赛生产线而被西门子法取代。 3，REC法 据报道，2006 REC宣布建设一个基于下列反应制备硅的厂： 3SiCl4 + Si + 2H2 ? 4HSiCl3 4HSiCl3 ? 3SiCl4 + SiH4 SiH4 ? Si + 2H2 但是，没有细节的报道。 2.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。 硅炭素属于吸附和离子交换过滤方式。吸附功能主要体现在吸附离子半径小于硅炭素孔穴半径的离子类似于活性炭的功能；其离子交换能量和范围高于树脂40倍。 工作原理如下： 硅炭素滤料是硅、铝、氧晶格状四面体。三价铝，四价硅，硅与铝交换形成电位差，需要带正电荷的离子补充。当水与硅炭素接触时，水中带正电荷的离子恰好补充了硅炭素的电位差，水中的离子便被硅炭素吸附，固定在硅炭素的骨架上，有效达到过滤效果。