近日,江西南昌高新技術產業開發區傳出消息,該區南昌至新化工技術有限公司生產出超純二氧化硅(SiO2)產品,二氧化硅含量達99.9995%,雜質含量只有5ppm,優于國際先進技術。我國超純二氧化硅長期完全依賴進口的局面將被改變。
至新化工總工程師張智新告訴記者,該公司研發的選擇性分離工藝,以中低品位的天然石英砂為原料提純制得超純二氧化硅。在工業性生產裝置量產試驗中,制得的二氧化硅產品經江西省分析測試中心檢測,二氧化硅含量達99.9995%,比國際先進公司生產的最高純度99.9992%還要高;雜質含量只有5ppm,比國際先進公司的最低雜質含量8ppm更低。
據張智新介紹,超純二氧化硅是極為重要的戰略性資源,這種資源已很難從天然礦產采集得到,世界各發達國家都競相研發用中低品位硅礦石制造高純二氧化硅的技術,目前僅有德國、日本、俄羅斯、美國等國家擁有此項技術。其中美國的尤尼明公司處于領先地位,但對外封鎖技術,壟斷生產。我國沒有用中低品位硅礦石生產超純二氧化硅的可行技術,現有技術生產的產品純度很難達到99.99%以上。因此,我國所需超純二氧化硅全部需從國外進口。
他補充說,選離法不但產品質量優于國外先進方法,其工藝過程也簡化得多,不僅節省設備投資,也減少操作費用。該方法絕大部分工藝步驟都在常溫下進行,需加熱的步驟加熱溫度也在150℃以下,因而能耗很少,設備防腐也容易解決,全工藝過程無“三廢”污染。綜合而言,選離法生產1噸超純二氧化硅的成本不到2000元,經濟效益顯著。
張智新特別強調,美國尤尼明公司創造了超純二氧化硅純度的最高世界紀錄,主要是因為該公司擁有得天獨厚的優質硅礦石。而選離法并不依賴于優質硅礦石,只要是純度在99%以上的石英砂就可以。
據介紹,純度對二氧化硅至關重要,只增加一點點,其價值就會翻倍。美國尤尼明含量為99.999%的超純二氧化硅市場售價每噸6萬元,而含量為99.9992%的超純二氧化硅市場售價高達每噸16萬元。
純度在99.99%以上二氧化硅為高純二氧化硅,純度在9.998%以上的二氧化硅為超純二氧化硅。我國中低品位的硅礦石儲量很大,但高品位二氧化硅卻非常稀缺,而且越來越少,已近枯竭。
高純二氧化硅是生產單晶硅、多晶硅、石英玻璃、光纖、太陽能電池、集成電路基板等高性能材料的主要原料,其高端產品被廣泛應用于大規模和超大規模集成電路、光纖、激光、光伏、軍事和航天工業。高純二氧化硅可以說是當今高新技術產業的基石,具有極重要的戰略地位。
超純二氧化硅可以用于生產超純石英玻璃、石英坩堝、大口徑石英管、集成電路芯片,制造新型電光源、通信用的光導纖維、激光器、光學儀器等一系列高新技術產品,形成很長的產業鏈。超純二氧化硅是基礎原料,建起生產超純二氧化硅的基地,就有條件在基地內創建各種高新企業,形成像美國硅谷那樣的高新產業集群,推動整個地區經濟發展。
我國對由中低品位的硅礦石制造高純二氧化硅的技術研究,是在二十世紀九十年代才起步,雖然一些研究單位在這方面做了大量工作,
取得了不少成果,但工業化生產的二氧化硅的純度仍達不到生產石英玻璃的要求,高純二氧化硅至今全部依賴從國外進口,嚴重影響了我國石英玻璃及相關行業的發展。
由于高純二氧化硅具有的戰略地位極為重要,隨著高新技術產業及經濟的發展,國內對高純二氧化硅的年需求量以超過30%的高增長率增加,需求量巨大。
資料來源:中國化工報
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