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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,目录,硅的简介,硅的性质及分布,工业硅的生产,多晶硅的生产,未来的展望,硅的含量及存在形式,在地壳中，硅的含量居第二位,自然界中，只以化合态存在,，,是构成矿物和岩石的主要成分,国内硅矿分布情况,我国的水晶、石英、天然硅砂除上海、天津市以外，其它省、市、自治区均有产出。,质量较好的广东、广西、青海、福建、云南、四川、黑龙江等省区；质量最好的有海南、江苏。,国外硅矿的分布,据资料记载，巴西较为丰富，次之为马达加斯加和危地马拉。美国、加拿大、苏联、法国、意大利、印度、澳大利亚、土耳其、缅甸等30多个国家和地区有少量资源。,危地马拉,巴 西,马达加斯加,元素属性,颜色和外表： 深灰色、带蓝色调,名称：硅,符号：Si,序号：14,系列：类金属,族：第四主族,周期： 3,硅的性质,物理性质,：,沸点：,2,355,熔化热：,50.55kJ/mol,蒸气压：,4.77Pa,（,1683K,）,密度：,2330 kg/m,3,硬度：,36.5,颜色和外表： 深灰色、有光泽,熔点：,14,20,硅,晶体类型：原子晶体,化学性质,：,（,1,）与单质反应,：,Si + O,2,= SiO,2,，条件：400,Si + 2F,2,= SiF,4,Si + 2Cl,2,= SiCl,4,，条件：300,常温下稳定，高温下,比较活泼,3,Si +,2N,2,= Si,3,N,4,，条件：1000,Si +,C,= Si,C，条件：2000,（2）与氧化性酸反应,：,（3）与碱反应：,在常温下硅能与稀碱溶液反应,Si + 2OH,-,+ H,2,O = SiO,3,2-,+ 2H,2,Si + 4HF = SiF,4, + 2H,2,在常温下硅对多数酸是稳定,Si + 4,HNO,3,+6HF,=,H,2,SiF,6,+4NO2+4H,2,O,硅的分类,工业硅,高纯硅,硅,单晶硅,无定形硅,高纯硅,多晶硅,电子级硅,太阳能级硅,高纯硅,工,业,业,硅,硅,工,业,业,硅,硅,的,纯,纯,度,度,约,约,为,为9,8,%-99%,，,，,又,又,称,称,为,为,冶,冶,金,金,级,级,硅,硅,。,其,中,中,含,含,有,有,各,各,种,种,杂,杂,质,质,，,，,如,如Fe,、,、C,、,、B,、,、P,等,等,工,业,业,硅,硅,的,的,价,价,格,格,2012,年,年,上,上,半,半,年,年,我,我,国,国,工,工,业,业,硅,硅,价,价,格,格,呈,呈,现,现,出,出,震,震,荡,荡,下,下,行,行,走,走,势,势,。,。,553,工,工,业,业,硅,硅,均,均,价,价,为,为,11930,元,/,吨,，441,工,工,业,业,硅,硅,均,均,价,价12894,元,元/,吨,吨,工,业,业,硅,硅,的,的,生,生,产,产,方,方,法,法,工,业,业,硅,硅,是,连,续,续,作,作,业,业,过,过,程,程,，,，,无,无,论,论,是,是,国,国,内,内,还,还,是,是,国,国,外,外,都,都,用,用,碳,碳,热,热,法,法,。,以,硅,硅,石,石,和,和,碳,碳,质,质,还,还,原,原,剂,剂,为,为,原,原,料,料,，,，,在,在,埋,埋,弧,弧,电,电,炉,炉,中,中,由,由,电,电,热,热,法,法,冶,冶,炼,炼,生,生,产,产,的,的,。,。,工,业,业,硅,硅,冶,冶,炼,炼,化,化,学,学,反,反,应,应,比,比,较,较,复,复,杂,杂,，,，,但,但,最,最,基,基,本,本,的,的,反,反,应,应,是,是,：,：,SiO,2,+2C,Si+2CO,制,备,备,工,工,业,业,硅,硅,的,的,主,主,要,要,流,流,程,程,图,图,硅,石,石,、,、,石,石,焦,焦,油,油,、,、,木,木,炭,炭,、,、,煤,煤,混,料,料,电,炉,炉,熔,熔,炼,炼,精,炼,炼,选,料,料,依,据,据,电,电,炉,炉,容,容,量,量,大,大,小,小,而,而,定,定,硅,石,石,粒,粒,度,度,：,：,容,量,量:,5MVA,，,，,粒,粒,度,度,：,：880mm,容,量,量:516.5MVA,，,，,粒,粒,度,度,：,：50100mm,固,定,定,碳,碳,82,，,，,灰,灰,分,分,5,，,，,水,水,分,分,1,石,焦,焦,油,油,：,容,量,量:,5MVA,，,，,粒,粒,度,度,：,：210mm,容,量,量:516.5MVA,，,，,粒,粒,度,度,：,：313mm,固,定,定,碳,碳,78,，,，3mm,粒,粒,度,度,80mm,木,炭,炭,：,灰,分,分,4,，,，,粒,粒,度,度,25mm,煤,：,严格控制C,与,与,SiO,2,分子比为2,，,，保证熔炼,过,过程中不会,出,出现SiC,和,和,SiO,2,剩余,还原剂中配,碳,碳量：,配料,埋弧还原电,炉,炉,主体设备，,用,用于对矿石,等,等炉料进行,还,还原熔炼。,其,其生产特点,是,是电极插入,炉,炉料，实行,埋,埋弧操作，,并,并利用电阻,、,、电弧加热,矿,矿石使之还,原,原,。,1、炉料预,热,热区,2、炉料凝,结,结区,3、低温反,应,应区,4、高温反,应,应区,5、电弧区,6、硅液区,7、电极,8、炉衬,电炉,内部,工业硅熔炼,反,反应机理,混合炉料处,于,于预热阶段,T1500,T1820,SiO,2,+3C=SiC+2CO,SiO,2,+2SiC=3Si+2CO,T99.999%,，无,三,三废,排,排放,，,，易,实,实现,产,产业,化,化，,其,其副,产,产品,可,可以,回,回收,。,。,铝热,还,还原,法,法,工艺,过,过程,：,：,利用,CaO-SiO,2,液相,辅,辅助,熔,熔剂,在,在,16001700C,条件,下,下，,对,对石,英,英砂,进,进行,铝,铝热,还,还原,反,反应,生,生成,多,多晶,硅,硅和,养,养化,铝,铝。,工艺,特,特点,：,：,这种,助,助熔,剂,剂一,方,方面,可,可以,溶,溶副,产,产物,氧,氧化,铝,铝，,同,同时,又,又可,以,以被,释,释放,出,出来,，,，由,于,于硅,的,的密,度,度较,小,小，,它,它将,浮,浮在,上,上层,，,，经,过,过一,段,段时,间,间后,，,，将,其,其灌,入,入铸,模,模中,进,进行,有,有控,制,制的,正,正常,凝,凝固,，,，以,便,便分,离,离分,凝,凝系,数,数小,的,的杂,质,质。,用,用这,种,种新,的,的,、,半连,续,续的,工,工艺,能,能得,到,到比,通,通常,冶,冶金,级,级硅,纯,纯度,高,高的,硅,硅。,具,具有,较,较低,的,的硼,、,、碳,含,含量,，,，然,后,后将,其,其进,行,行破,碎,碎、,酸,酸洗,和,和液,-,气萃,取,取。,氢气,还,还原,法,法,以废,旧,旧的,光,光纤,为,为原,料,料，,采,采用,等,等离,子,子体,技,技术,，,，氢,气,气还,原,原光,纤,纤制,备,备高,纯,纯的,太,太阳,能,能级,硅,硅，,收,收到,了,了很,好,好的,效,效果,碳热,还,还原,法,法,工艺,过,过程,：,：,将高,纯,纯度,的,的,SiO,2,粉用,Ar,气从,炉,炉子,的,的底,部,部吹,入,入炉,体,体内,，,，高,纯,纯的,球,球碳,团,团从,炉,炉顶,加,加入,，,，在,炉,炉体,底,底部,形,形成,SiO,气体,与,与顶,部,部加,入,入的,还,还原,剂,剂形,成,成逆,流,流，,还,还原,Si,和生,成,成,CO,。未,反,反应,的,的,SiO,在上,升,升的,过,过程,中,中形,成,成,SiC,，,SiC,和碳,球,球一,起,起作,为,为还,原,原剂,下,下降,继,继续,还,还原,SiO,。,工艺,特,特点,：,：,由于,原,原料,的,的高,纯,纯度,，,，生,成,成的,Si,中其,它,它杂,质,质的,总,总和,小,小于,20ppm,，产,品,品经,过,过氧,化,化脱,碳,碳和,定,定向,凝,凝固,除,除杂,处,处理,可,可以,达,达到,制,制备,太,太阳,能,能电,池,池所,用,用硅,的,的纯,度,度要,求,求。,又,又由,于,于该,工,工艺,过,过程,对,对硅,石,石原,料,料和,还,还原,剂,剂的,纯,纯度,要,要求,非,非常,严,严格,，,，对,碳,碳粒,度,度要,求,求高,，,，而,且,且要,避,避免,其,其它,杂,杂对,Si,的污,染,染，,要,要实,现,现大,规,规模,的,的生,产,产还,有,有很,多,多问,题,题要,解,解决,。,。,多晶,硅,硅生,产,产的,发,发展,趋,趋势,由于,环,环保,要,要求,和,和传,统,统能,源,源即,将,将枯,竭,竭，,光,光伏,产,产业,出,出现,了,了空,前,前未,有,有的,繁,繁荣,，,，传,统,统的,生,生产,多,多晶,硅,硅工,艺,艺存,在,在高,耗,耗能,、,、高,污,污染,、,、高,成,成本,以,以及,工,工艺,路,路线,复,复杂,等,等缺,点,点，,在,在一,定,定程,度,度上,不,不能,满,满足,现,现代,社,社会,对,对太,阳,阳能,级,级硅,材,材料,的,的需,求,求，,所,所以,研,研发,新,新的,制,制备,工,工艺,技,技术,非,非常,必,必要,而,而紧,迫,迫。,采,采用,废,废旧,光,光纤,和,和光,纤,纤次,品,品为,原,原料,制,制备,高,高纯,太,太阳,能,能级,硅,硅的,工,工艺,符,符合,循,循环,经,经济,的,的要,求,求，,直,直接,用,用冶,金,金级,硅,硅制,备,备太,阳,阳能,级,级和,碳,碳热,还,还原,高,高纯,制,制备,太,太阳,能,能级,硅,硅等,工,工艺,是,是有,效,效降,低,低生,产,产成,本,本的,新,新工,艺,艺。,多晶,硅,硅生,产,产的,发,发展,趋,趋势,技术,以,以西,门,门子,法,法为,主,主，,呈,呈现,技,技术,的,的多,元,元化,发,发展,；,；,副产,污,污染,物,物的,无,无害,化,化处,理,理，,闭,闭环,生,生产,、,、清,洁,洁生,产,产成,为,为基,本,本要,求,求；,能耗,及,及成,本,本逐,渐,渐降,低,低，,进,进一,步,步推,动,动多,晶,晶硅,产,产业,的,的发,展,展；,价格,向,向理,性,性回,归,归，,进,进一,步,步扩,大,大光,伏,伏市,场,场的,规,规模,。,。,谢！,谢,
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