工業硅是由硅石和碳質還原劑在礦熱爐內冶煉而成的產品,位于硅基新材料產業鏈的初始端,通過工業硅可以加工制造單晶硅、多晶硅、有機硅、鋁合金等基礎材料,是光伏、半導體、有機硅、硅合金等下游產業的重要原料。
工業硅用硅石市場概況
我國冶金用硅石以石英巖、脈石英為主,主要集中于新疆、湖北、云南、江西、甘肅、內蒙古等省份,其中湖北、江西兩地硅石質量較高,云南及新疆可開采硅石資源品位一般,價格約為100-600元/噸。
中國工業硅產能主要集中在四川、福建、新疆、云南等地,這4大主產地硅石儲量豐富,但適用于工業硅生產的硅石比重除云南外均偏少,呈現量大而整體品位不高的局面。因此,一些工業硅企業常從周邊省份補充采購優質硅石原料。以四川地區為例,本地工業硅企業多從山西、湖北、貴州和甘肅等地區外采硅石來進行補充;而新疆地區工業硅用硅石外采地集中在內蒙古、甘肅、陜西、河南等地區;云南工業硅企業外采硅石主來自于緬甸、貴州、廣西等地區;福建工業硅企業經常采用湖南、江西等地的優質硅石作為補充。
工業硅用硅石指標要求
(1)純度要求
硅石是工業硅生產過程中必不可少的原材料,一般要求二氧化硅含量不低于 99%?!禮B/T 5268-2014 硅石》將工業硅用硅石分為 GSG99A、GSG99B 兩個牌號,指標要求如下:
對于生產冶金級工業硅的硅石,其氧化物雜質含量應達到Fe2O3<0.15%,Al2O3<0.20%,CaO小于0.15%。如果生產太陽能級工業硅,對氧化物雜質的控制更嚴格,Fe2O3小于0.1%,Al2O3小于0.15%,CaO小于0.10%,并對硅石中硼、磷還有嚴格要求。
國內工業硅廠家生產4字頭規格的工業硅對于原料硅石中CaO、Fe2O3、AI2O的含量要求均為≤0.1%,即行業內常說的“雙零”。
(2)熱穩定性與抗爆性
除了對元素要求之外,也要求硅石有足夠的熱穩定和良好的抗爆性。否則會因為受熱很快破裂且表面迅速剝落,導致電爐透氣性變差,電爐上部爐料粘結,熱量損失增大,電耗升高的現象。
(3)粒度
工業硅用硅石對于粒度也有一定要求,粒度過小,使得爐料透氣性差,粒度過大未反應的硅石沉入爐底或進入硅溶液中造成渣量增多,從而使得電耗升高,因此需要控制硅石的粒徑范圍在50-120mm。
一般情況下,小型工業硅電爐硅石的入爐粒度為20~60mm,中型電爐的硅石入爐粒度為30~80mm,大型電爐硅石入爐粒度為40~100mm。當然根據爐型不同,具體粒度要求也有所差異。
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