工业硅是由硅石和碳质还原剂在矿热炉内冶炼而成的产品,位于硅基新材料产业链的初始端,通过工业硅可以加工制造单晶硅、多晶硅、有机硅、铝合金等基础材料,是光伏、半导体、有机硅、硅合金等下游产业的重要原料。
工业硅用硅石市场概况
我国冶金用硅石以石英岩、脉石英为主,主要集中于新疆、湖北、云南、江西、甘肃、内蒙古等省份,其中湖北、江西两地硅石质量较高,云南及新疆可开采硅石资源品位一般,价格约为100-600元/吨。
中国工业硅产能主要集中在四川、福建、新疆、云南等地,这4大主产地硅石储量丰富,但适用于工业硅生产的硅石比重除云南外均偏少,呈现量大而整体品位不高的局面。因此,一些工业硅企业常从周边省份补充采购优质硅石原料。以四川地区为例,本地工业硅企业多从山西、湖北、贵州和甘肃等地区外采硅石来进行补充;而新疆地区工业硅用硅石外采地集中在内蒙古、甘肃、陕西、河南等地区;云南工业硅企业外采硅石主来自于缅甸、贵州、广西等地区;福建工业硅企业经常采用湖南、江西等地的优质硅石作为补充。
工业硅用硅石指标要求
(1)纯度要求
硅石是工业硅生产过程中必不可少的原材料,一般要求二氧化硅含量不低于 99%。《YB/T 5268-2014 硅石》将工业硅用硅石分为 GSG99A、GSG99B 两个牌号,指标要求如下:
对于生产冶金级工业硅的硅石,其氧化物杂质含量应达到Fe2O3<0.15%,Al2O3<0.20%,CaO小于0.15%。如果生产太阳能级工业硅,对氧化物杂质的控制更严格,Fe2O3小于0.1%,Al2O3小于0.15%,CaO小于0.10%,并对硅石中硼、磷还有严格要求。
国内工业硅厂家生产4字头规格的工业硅对于原料硅石中CaO、Fe2O3、AI2O的含量要求均为≤0.1%,即行业内常说的“双零”。
(2)热稳定性与抗爆性
除了对元素要求之外,也要求硅石有足够的热稳定和良好的抗爆性。否则会因为受热很快破裂且表面迅速剥落,导致电炉透气性变差,电炉上部炉料粘结,热量损失增大,电耗升高的现象。
(3)粒度
工业硅用硅石对于粒度也有一定要求,粒度过小,使得炉料透气性差,粒度过大未反应的硅石沉入炉底或进入硅溶液中造成渣量增多,从而使得电耗升高,因此需要控制硅石的粒径范围在50-120mm。
一般情况下,小型工业硅电炉硅石的入炉粒度为20~60mm,中型电炉的硅石入炉粒度为30~80mm,大型电炉硅石入炉粒度为40~100mm。当然根据炉型不同,具体粒度要求也有所差异。
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