第一節(jié) 國內(nèi)金屬硅產(chǎn)品 技術(shù)工藝 研發(fā)動態(tài)
工業(yè)硅電爐的煙氣治理，目前各級政府高度重視，各廠家急需解決的首要問題。一談到煙氣治理，大家就想到先進的治理技術(shù)和投資，如何去治理的問題。根據(jù)多年的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗證明，煙氣量產(chǎn)生的大小與廠家的技術(shù)和管理關(guān)系很大。生產(chǎn)技術(shù)穩(wěn)定、管理先進的企業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量高，消耗低，除塵效果好，排放達標。技術(shù)管理差的企業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量差，消耗高，污染嚴重。在生產(chǎn)過程中，除設(shè)備結(jié)構(gòu)影響外，生產(chǎn)操作技術(shù)的控制直接影響電爐煙氣量的大小。目前 研究 回收一噸硅微粉價值的人多， 研究 在爐內(nèi)變成一噸硅價值多少的人少。要解決工業(yè)硅廠家的經(jīng)濟技術(shù)問題，徹底治理煙氣，提高經(jīng)濟社會效率，其措施是：
1、減少煙氣量，提高生產(chǎn)操作技術(shù)水平。操作技術(shù)不當是造成煙氣量增大的主要原因。大多廠家存在的問題是電爐結(jié)構(gòu)參數(shù)不匹配，高電壓、高產(chǎn)量、超負荷錯誤用電造成了嚴重刺火，配比不嚴格，冶煉方法不當造成嚴重的刺火。工業(yè)硅熔煉是在電爐埋弧狀態(tài)下連續(xù)進行的。操作中要做到閉弧操作，適時加料和搗爐，調(diào)整爐料電阻和電流電壓的比值。閉弧操作的優(yōu)點是：爐內(nèi)料層結(jié)構(gòu)能形成一個完整的體系，爐料依次下沉；弧光不外露，保持高爐溫；電極消耗平衡穩(wěn)定，避免發(fā)生電極折斷；料面溫度較低，提高電爐設(shè)備的利用率；粉塵量較少，可使電爐操作有一個較好的環(huán)境。無論電爐容量大小，都能做到閉弧操作，這是減少煙氣量，提高硅回收率，降低消耗，解決操作和煙塵凈化之間惡性循環(huán)的重要措施。
2、煙氣凈化設(shè)備的選擇。熔煉一噸工業(yè)硅約產(chǎn)生2000－2600M³的煙氣，經(jīng)爐口燃燒后混入大量冷空氣，硅微粉在空氣中停留時間長，不易沉降，比電阻大，硅粉帶油性，粘度隨溫度的增高而增大。因此，要凈化收集硅微粉，就要必須對煙氣進行二次燃燒降溫和預除塵等一系列處理。6300KVA電爐的二次燃燒室選擇25－30M³；預除塵器采用二級旋風除塵器；熱交換器采用循環(huán)給水控制；風機功率選用180－250KVA；除塵器采用正壓大布袋除塵器，設(shè)備根據(jù)實際情況，大多采用非標準件。
3、凈化原理。采用火花捕集裝置進行充分燃燒，將未燃盡帶有火花的炭粒收集下來，消除了火花燒壞濾袋的可能性，在旋風除塵器中將一些粗大顆粒分離出來，減少粉塵量；通過熱交換器進行降溫，降低硅塵粘度，然后用風機送入袋式除塵器，硅塵在布袋內(nèi)過濾，濾后的純凈氣體排空。
第二節(jié) 國外金屬硅產(chǎn)品 技術(shù)工藝 研發(fā)動態(tài)
一、美國
美國環(huán)球特種金屬公司在保山建多晶硅生產(chǎn)線：
保山市政府與美國環(huán)球特種金屬公司、昌寧盛吉硅業(yè)有限公司簽署了在保山市投資建設(shè)10萬噸金屬硅和5000噸太陽能級多晶硅生產(chǎn)項目的合作協(xié)議。
據(jù)介紹，美國環(huán)球特種金屬公司是全球最大的金屬硅和硅系合金的生產(chǎn)商之一。昌寧縣盛吉硅業(yè)有限責任公司成立于2004年，現(xiàn)已建成投產(chǎn)8000千伏安金屬硅冶煉爐兩臺。該項目由美國公司和昌寧公司合資建設(shè)，投資規(guī)模11億元人民幣，一期工程從簽訂協(xié)議開始至2009年7月底前建成5萬噸金屬硅和2000噸多晶硅生產(chǎn)線；二期工程至2010年12月底前完成，最終達到年產(chǎn)10萬噸金屬硅和5000噸多晶硅的生產(chǎn)規(guī)模。
二、日本
Ferroatlantica公司重啟最后一臺金屬硅冶煉爐：
西班牙Ferroatlantica公司已經(jīng)重啟了位于南非的第三臺也就是最后一臺金屬硅冶煉爐。
該公司主要生產(chǎn)化學級的金屬硅以及部分鋁產(chǎn)品，市場主要集中在歐洲、日本、美國還有南非，特別是在巴西，鋼鐵 市場發(fā)展 非常迅速。另外，據(jù)消息稱該公司新建的冶煉爐有望能夠生產(chǎn)硅鐵。
第三節(jié) 2007-2010年國內(nèi)外金屬硅 技術(shù)工藝 研發(fā)成果回顧
1、山東華昊硅業(yè)科技有限公司擁有兩項國家專利
山東華昊硅業(yè)科技有限公司擁有兩項國家專利（超細高純二氧化硅生產(chǎn)方法；沸騰式氣流粉碎分級裝置）、一項省級科技成果。是專業(yè)生產(chǎn)高純金屬硅粉的高新技術(shù)企業(yè)。公司設(shè)備精良,工藝技術(shù)先進,運用自己的科研成果,生產(chǎn)的“華昊”牌系列硅粉具有純度高、質(zhì)量穩(wěn)定、性能優(yōu)越等特點。
2、我國冶煉法提純太陽能級別多晶硅技術(shù)成功應用產(chǎn)出99.9999%硅材料
傳統(tǒng)的工業(yè)硅冶煉工藝是：在三電極的礦熱爐中，石英石、木炭（或者替代物）、石油焦、木塊經(jīng)受低電壓大電流的電弧光的悶燒下，碳熱還原反應，二氧化碳排向空中，硅單原子液體流入硅水包。工業(yè)硅中硅原子純度大多在98%。
半導體所需的晶圓，是通過西門子法CVD工藝，提純工業(yè)硅為半導體多晶硅材料，再經(jīng)過CZ工藝產(chǎn)生單晶。太陽能多晶硅材料，在PV 行業(yè) 市場需求的拉動下，從每公斤10美金，迅速飚升到220美金/公斤。
國內(nèi)太陽能組件廠，不斷興建，生產(chǎn)太陽能電池能量不斷擴大。興建中國民族太陽能級別硅材料工廠是各地政府的愿望。 湖北省最著名的廣濟硅工業(yè)園投入巨資開發(fā)試制太陽能級別多晶硅材料。經(jīng)過半年時間，90個工作日，在上海張江博士后流動站的配合下，成功提純硅原子為99.9999%。經(jīng)過德國某公司的化驗認為符合歐洲SGS標準。
第四節(jié) 2010-2012年金屬硅國內(nèi)外 技術(shù)工藝 研發(fā)趨勢 分析
如今國內(nèi)金屬硅冶煉爐存在較大問題。首先是功耗大的爐子與小爐子在配料比例和方式上存在很大差異。導致很多公司在購入新爐子后由于沒有搞清配料具體比例而使生產(chǎn)不順利。另外電耗過高、冶煉爐技術(shù)落后國外、員工水平不均，這些因素常使工業(yè)硅的質(zhì)量受到的影響。目前我們除了要盡快提高國內(nèi)爐子工藝水平外，還要提高操作人員的專業(yè)水平來提高金屬硅的質(zhì)量。
第五節(jié) 金屬硅產(chǎn)品現(xiàn)行技術(shù)同類替代技術(shù)發(fā)展
金屬硅是高能耗產(chǎn)品，節(jié)能工作十分重要，主要節(jié)能途徑有：
1、精心選料。碳質(zhì)還原劑和硅石的選擇對電耗和產(chǎn)量的影響極大。有時質(zhì)量和電耗有矛盾，要權(quán)衡得失，例如多用或全部用石油焦，質(zhì)量提高，但電耗會明顯上升；多用煙煤或木炭，電耗降低，但質(zhì)量又受影響。采用爐外精制硅的方法在保證質(zhì)量的前提下搭配部分煙煤等高電阻率還原劑，可以使電耗降低。優(yōu)質(zhì)硅石的選擇也十分重要，不能只看硅石的化學成分，還要看冶煉性能，如熱穩(wěn)定性，還原性等指標。
2、精心設(shè)計電爐參數(shù)。電爐參數(shù)選擇不當，如電壓選擇過高會使電耗上升。設(shè)計爐膛尺寸必須考慮生產(chǎn)金屬硅是用石墨電極，不宜依據(jù)石墨電極直徑作計算依據(jù)，而應按碳素電極直徑計算爐膛尺寸。根據(jù)某廠經(jīng)驗，1800kV•A三相電爐二次電壓選擇84V，極心圓選擇1150mm為好。
3、采用大容量電爐生產(chǎn)。從國內(nèi)統(tǒng)計來看，5000kV•A以上的電爐電耗一般在12000～14000kV•A/t范圍內(nèi)。小型電爐由于熱損失占的比例大而電耗較高，一般在14000~17000kV•A/t范圍內(nèi)。美國漢納礦業(yè)公司將9000kV•A電爐擴容為12000kV•A取得日產(chǎn)提高12％，硅回收率提高8％，電耗下降5％的好效果。
4、采用爐體旋轉(zhuǎn)式電爐生產(chǎn)。1977年挪威埃肯公司 研究 成功兩段旋轉(zhuǎn)爐體，可以防止爐料結(jié)殼使其自動下沉。一臺9000kV•A電爐試驗結(jié)果電耗下降10％-14％。
5、采用團塊爐料。將硅石與還原劑制成的團塊在重油或煤氣加熱的爐內(nèi)預還原加入電爐，產(chǎn)品單位電耗在9000kW•h以下。
6、采用半封閉電爐回收煙氣的熱能。
7、采用爐外精制硅技術(shù)提高產(chǎn)品質(zhì)量，使精整剩下的小顆粒金屬硅回爐重熔利用，達到提高產(chǎn)量降低電耗的目的。
8、精心操作。包括配料的準確稱量，掌握好用碳量，及時加料不空燒，搗爐深而逶，使電極深插穩(wěn)插，有一個好爐況，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)。
免責申明：本文僅為中經(jīng)縱橫 市場 研究 觀點，不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標準等相關(guān)行為。如有其他問題，敬請來電垂詢：4008099707。特此說明。