附图 1.厂区地形图 2.厂区总平面图 3.工业硅工艺流程图 4.硅炉厂房土建图

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年产5万吨工业硅项目可行性研究报告

1总论

1.1工业硅的名称

硅化学符号Si，具有灰色金属光泽，比重2.4g/cm3，熔点1414°C。在自然界硅资源十分丰富，约占地壳的四分之一，是地壳中第二大元素。在自然界硅极少以单质形式存在，多以二氧化硅（SiO2）为主要成分在于石英矿石。在工业上，是以硅矿石和碳质还原剂为原料，经硅炉（又称矿热电弧炉、硅电炉）高温冶炼得到含硅（Si）达97﹪以上的产品。这种产品又称工业硅、纯硅、结晶硅，在本技术报告中统称为工业硅。

1.2工业硅的应用非常广泛，可用于电子、炼钢、光学、机械、汽车制造、化工、冶金、医药、国防等领域。

硅的应用主要见于下列工业：

1） 制取铝硅合金，其用量约占用量的50%。铝硅合金的耐热耐磨

性性能良好，热膨胀系数小，广泛用于汽车制造业、航空工业、电气工业和船舶制造等方面。

2） 作为非跌基合金的添加剂，也用作要求严格的硅钢的合金剂，

是炼钢、非铁基合金冶炼必不可少的脱氧剂。在炼钢工业中，每生产一吨钢大约消耗5kg工业硅。

3） 是多晶硅、单晶硅的基础原料。工业硅经相应工序提纯可制的

多晶硅，经加工处理拉制生产成单晶硅。将其切片制成集成电路、电子元件、太阳能电池等，是现代工业、新能源和科学技

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术发展不可缺少的基础材料。

4） 在化学工业中，用于生产有机化合物如硅油、建筑物防腐剂、

白炭黑；包装用于薄膜添料和高档家具涂料的添加剂、装饰漆添加剂、一般工业涂料添加剂等。

5） 工业硅还用作膜某些金属的还原剂，用于制造新型陶瓷合金、

高级耐火材料等。

目前，工业硅的应用还在不断开发新领域，如制造太阳能硅、制造氧化硅，合成光纤、微电子用的纳米硅材料等。

工业硅的种类和分级可参见GB/T2881-91《工业硅技术条件》。 1.3 市场情况分析

作为高新技术领域和重要基础产业广泛应用的结构和功能材料，工业硅消费量一直在快速增长，2004年世界工业硅的年消费量已突破100万吨。

随着技术不断的进步、世界经济发展的发展，硅的应用范围将越来越也广泛，需求量也越来越大。世界一些工业硅业主要产地由于受经济和环保条件的影响，基本停止了工业硅的生产。目前日本、韩国、加拿大、美国、印度等世界许多国家，工业硅炉产品主要是靠进口。

据预测，到2010年，世界的钢产量的增长、汽车和建筑材料的快速增长，将使工业硅在冶金行业的需求增长仍将保持在7%左右；近年来，工业硅在化学、新能源和电子方面的用量增长最为迅速。过去5年的相关资料统计结果表明，需求年增长率超过9%，随着半导体材料、化工领域、太阳能电池、高级耐磨需求仍保持高速增长的势

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头。

进入21世纪以来，由于能源短缺和环保压力增大，利用太阳能的光伏产业发展十分迅速。世界光伏产品产量，1991年只有55MW，到2005年增长到1656 MW年平均增长率到达约30%。我国的太阳能电池产量增长更为迅猛，2006年中国太阳能电池产量为490MW,2008年猛增到2000MW，一举超过占据世界首位的日本，跃居世界首位。

世界太阳能光伏产业的高速发展，导致太阳能级多晶硅原料供应紧张，很多太阳电池企业不能满负荷生产，多晶硅价格不断上扬。我国的多晶硅生产到2008年供需的缺口仍在1万t以上。由此，更加引起人们对太阳能极多晶硅低成本生产方法的关注。

现在世界各国普偏采用的是改良西门子法生产多晶硅。这种方法生产的多晶体占世界多晶硅总产量的70～80%,其优点是：产品纯度高，可达到9N～11N，而且工艺成熟，无爆炸危险。其弱点是：投资大、建设周期长，生产过程能耗高，产品成本高，要掌握全套技术的难度大。于是冶金法成了人们最期望的一种方法，冶金法的突出优点是：工艺过程简单、投资少、能耗低。对这种方法寄予厚望的另一个原因是，太阳能级多晶硅的纯度要求不高，达到6N或6N以上就可以，而电子级多晶硅，要求纯度必须达到9N~11N。为工业硅行业的发展提供了千载难逢的机遇。

太阳能级多晶硅材料发展现状及趋势线下表 表1-1 世界多晶硅产量及预算

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