工业硅生产原材料各元素要求
硅质原料一般工业要求(修改稿0730)
精心整理石英岩一、性质石英岩、砂岩、石英砂、脉石英及粉石英均属于硅质原料。
其主要矿物成分为石英，石英集合体呈晶族状或粒状、块状、钟乳状、结核状，无解理，贝壳状断口，玻璃光泽，断口常呈油脂光泽。
纯净者无色透明，但大多因含微量色素离子或细分散包裹体或具色心而呈灰、黄到橙黄、紫、深紫、粉红、灰褐、褐、黑色，并使透明度降低。
条痕白色，密度2.65-2.66g/cm 3,莫氏硬度7，折射率岩石中除岩）12硅锰、34、石英岩矿床类型有2种。
①海相沉积石英岩矿床，如辽宁本溪小平顶山石英岩矿；②沉积变质石英岩矿床，如安徽凤阳灵山-木屐山石英岩矿床。
四、资源概况至2013年底，全国石英岩矿产累计查明资源储量共45.58亿吨，包括基础储量8.02亿吨。
其中，玻璃用石英岩查明资源储量32.88亿吨，包括基础储量4.56亿吨；冶金用石英岩查明资源储量15.70亿吨，包括基础储量3.46亿吨。
主要分布于青海、安徽、辽宁、陕西、河南、山东等地。
五、一般工业指标1、根据《玻璃硅质原料饰面石材石膏温石棉硅灰石滑石石墨矿产地质勘查规范》（DZ ／T0207-2002），平板玻璃用硅质原料质量要求见下表。
器皿玻璃用硅质原料质量要求见下表。
玻璃用硅质原料矿床开采技术条件要求见下表。
2、冶金用硅质原料矿床一般工业指标参照《矿产资源工业要求手册》（2012版）见下表。
（1（2清洗，0.1～0.5毫米和小于0.1机械约需耗用1品质要求如下表。
①化学成分要求2氧量范围：SiO270%～73%，Al2O31%～2.5%,CaO8%～10%，MgO1.5%～4.5%,(Na2O+K2O)13%～15%。
此外，玻璃原料中常含有少量三氧化二铁、氧化钛、三氧化二烙等有害成分，其作用如下：①三氧化二铁能使玻璃着色，降低玻璃的透明度、透紫外线性能、透热性和机械强度，造成熔化澄清困难，并给玻璃的熔制品带来不良影响。
②三氧化二烙能较强烈地使玻璃着色，减少透明度，烙矿物颗粒能在玻璃原板上形成黑点。
工业硅生产技术操作规程
工业硅生产技术操作规程一基本原理工业硅是以硅石作为原料，用油焦、煤等作为还原剂，在矿热炉内的高温下发生还原反应而制取的。
总反应式为：SiO2+2C=Si+2CO t=1650℃在实际生产中，二氧化碳的还原是个十分复杂的过程，并分很多阶段进行。
其主要反应有：SiO2+3C=SiC+2CO t=1257℃SiO2+C=SiO+CO t=1810℃SiO2+Si =2SiO t=1390℃SiO+C=Si+CO t=650℃SiO+SiC=2Si+CO t=1775℃SiO2+2SiC =3Si+2CO t=2158℃上述各化学反应的程度，因操作条件的变化而变化。
适宜的温度和合理的配碳量是炉内化学反应顺利进行的基本条件，因此准确掌握配料比是搞好工业硅生产的关键。
炉料中配碳量的多少，影响炉料的电阻，从而影响电极埋入的深度，决定炉况的好坏。
当配碳量过剩时，炉料电阻小，导电性增加，电极间侧部电流增大，电极埋入炉料的深度减少，热损失增加，炉底温度降低，出炉困难，同时加快碳化硅生成结壳，坩埚缩小，炉料熔化量减少，生产效率降低；当配碳量过少时，炉料发粘，透气性差，容易刺火，化料慢，金属氧化物还原率低，炉料氧化物易形成渣堵塞炉眼，增加出炉困难，易涨炉底。
用碳还原二氧化硅，理论上每生产一吨硅相应的产生二吨一氧化碳。
这些气体由反应区逸出，带有大量热能。
因此正确捣炉、加料是增加炉料透气性，使料面冒火均匀“生料”充分预热，减少热损失，加快化料速度，提高产量、质量，降低消耗的有效方法。
二原材料及产品质量要求（一）入炉原料技术条件1 硅石技术条件注：硅石破碎后必须用水洗涤洗净。
2 油焦、煤技术条件（二）工业硅技术条件（根据用户需求，制定本技术条件）1 化学成分注：1、硅含量以100%减去规定分析成份铁、铝、钙之和确定。
2、表中用“—”表示的杂质铝是指该项不受单项限制，但要分析并在质量证明书中报告其分析结果。
2 粒度工业硅一般粒度为10~100mm,但粒度小于10mm，大于100mm的工业硅总和不超过10%，需方如有特殊要求，经供需方双方协商，可供其他规格粒度的产品。
工业硅、硅铁冶炼技术操作规程
硅铁冶炼技术操作规程一．1.成品技术规格硅铁应呈快状，硅的偏析不大于4％，小于20×20毫米的数量，不超过总量的8％。
2.原料技术条件.冶炼硅铁使用的原料：硅石、焦炭和石油焦、钢销。
硅石（1）化学成份A.含siO2不小于97％。
B.含Al2O3不大于0.8％。
C.含P2O3不大于0.02％D.含其它杂子总和不大于1％（2）物理性质A、硅石表面不得有泥土等杂质，入炉前尽量经过水洗。
B、硅石应有较好的机械强度和抗爆性。
C、新硅石末经实验，不得大量使用。
（3）入炉粒度5000KV.A和6300KV.A硅铁电炉40－100mm.焦炭（1）化学成份A、固定碳大于82％B、灰分小于14％C、挥发份1－3％（2）物理性质A、入炉粒度6300KV.A硅铁电炉5－16％钢销（1）化学成份含铁量不低于97％（2）应是普通碳素钢销，不得混有合金钢销，有色金属销和生铁销等。
（3）生锈严重的钢销不得使用（4）钢销的卷曲长度不大于100mm（5）要纯净，不得混有泥土等杂质二、配料操作1、每班配料前要一次小车重量和磅秤的准确度。
2、在按照冶炼班长通知的料比组成进行配料。
每批料以200公斤硅石为基准，8500KV.A以上电炉每批料以300公斤硅石为基准。
3、称量要准确，误差正负1％，钢销要单称后再混入配料小车内。
4、每次只准称量一批料。
5、发现原料质量有变化和设备有问题时几时报告班长。
6、下班前要将配料场地清扫干净，所有的工具设备要精心保护交换。
7、下班前要把当班配料批数报告班长做好记录。
三、冶炼供电和电极操作1、正常冶炼操作使用电压：6300KV.A电炉104V-125V为宜8500KV.A电炉140V－188V为宜2、一次电压波动较大时，为保证炉用变压器正常运行和冶炼的适宜的功率，经炉长批准可在规定级别内调整二次电压。
3、严禁超负荷运行、4、三相电流应尽量保持平衡，最大波动不准超过25％。
5、冶炼保证应认真贯彻执行电器工作制度。
工业硅冶炼要素
工业硅冶炼要素————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：ﻩ2５000~3３000kv．Ａ工业硅冶炼的三大要素张效和20１8/9/8一、原料是基础;二、设备是保障；三、工艺是关键；一、原料是基础:硅冶炼的根本任务就是把硅合金元素从氧化物中提取出来。
论上可以通过热分解、还原剂还原和电解等方法生产。
合金的各种元素与氧的亲和力很大,少数元素的高价氧化物除外，其余氧化物都很稳定,通常在２0０0℃以上才能分解,这样高的温度在实际生产中会带来很多困难，因此没有任何一种合金是用热分解法制去的。
而多采用还原剂还原法。
还原剂还原法就是利用适当的还原剂把硅合金元素从氧化物（矿石)中提取出来。
冶炼不同的矿石（矿石中含的微量元素不同）需要不同的还原剂,按所用还原剂的种类来划分，硅合金还原过程可分为固体碳热还原、金属热还原。
虽然不同的不同的矿石（矿石中含的微量元素不同)需要不同的还原剂，但冶炼实质相同,可用一通式表达：zＷxOy+nyC=xzW+ｙCnOz式中WxOy——矿石中含合金元素的氧化物;Ｃ——所用的还原剂；W——提取的合金元素；CnOz——还原剂被氧化后生成的氧化物；从热力学分析，反应进行的热力学条件是反应的吉布斯自由能小于０(△G<0）,吉布斯自由能又叫吉布斯函数,(英Gibｂs fｒｅe eｎeｒgy,Giｂbs eｎerg ｙｏr Gｉbbs fuｎction;alsｏknｏwn as free eｎthalpy）是热力学中一个重要的参量，常用G表示,它的定义是:G = U −ＴS + ｐＶ＝H − TS，其中U是系统的内能,T是温度（绝对温度,Ｋ），S是熵，p是压强，Ｖ是体积,H是焓。
吉布斯自由能的微分形式是:dG = −SdT + Vｄｐ+μdN，其中μ是化学势,也就是说每个粒子的平均吉布斯自由能等于化学势。
工业硅冶炼原材料及成本构成剖析
工业硅冶炼原材料及成本构成剖析一、工业硅概述（一）简介工业硅又称金属硅，是由硅石和还原剂在矿热炉内冶炼而生成的一种硅单质（含量98%以上）产品。
按照铁、铝、钙含量的不同，工业硅可划分为多种规格，常见的牌号包括553、441、411、2202、3303以及3305等。
例如工业硅553代表铁元素含量<0.5%、铝元素含量<0.5%、钙元素含量<0.3%。
（二）产业链工业硅的生产环节，包括硅矿石的开采、精选，再到工业硅的初炼和精炼。
在上游的冶炼环节中，硅煤、石油焦是十分重要的还原剂耗材。
与此同时，工业硅行业属于高耗能行业，每生产1吨工业硅消耗大约13000度电，电力成本在总生产成本中占比较高。
工业硅中游主要用于四个方向的应用，（1）铝合金，在铝合金铸造过程中加入硅可以提高合金的高温流动性和耐磨性，同时减少收缩率和热裂倾向；（2）有机硅，即有机硅化合物，兼备无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性等优异特性；（3）多晶硅，金属硅经过进一步提纯，可制备成为多晶硅。
多晶硅是极为重要的光伏和半导体材料；（4）耐火材料等。
工业硅下游的应用领域十分广泛。
其中，含硅铝合金可用于汽车发动机、建材、汽车轮毂等产品制造；有机硅广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业；多晶硅主要应用于光伏发电、半导体以及集成电路等领域；耐火材料普遍应用于钢铁、有色以及化工行业。
（三）生产工艺流程硅石及炭质还原剂按一定的配比称量自动加到矿热炉内，将炉料加热到2000摄氏度以上，二氧化硅被炭质还原剂还原生成工业硅液体和一氧化碳(CO)气体，CO气体通过料层逸出。
在硅水包底部通入氧气、空气混合气体，以除去钙、铝等其他杂质。
通过电动包车将硅水包运到浇铸间浇铸成硅锭。
硅锭冷却后进行破碎、分级、称量、包装、入库得到成品硅块。
工业硅概念
工业硅概念
工业硅（也称金属硅）是一种以硅石、碳质还原剂和改变剂为原材料，在矿热炉内冶炼而成的金属硅。
其生产工艺主要包括硅石凝聚、碳质还原剂和改变剂的配置、装炉、冶炼、出炉等环节。
工业硅的化学成分主要是元素硅，含量在98%以上，同时含有铁、铝、钙、磷等杂质。
其中，铁、铝、钙含量分别不得超过0.3%、0.4%和0.1%。
工业硅的规格一般按照其化学成分和物理形态进行划分，如粒度、晶向、晶态或非晶态等。
工业硅作为重要的工业原料，被广泛用于各种有机硅化合物和无机硅化合物的生产中，如硅橡胶、硅铝合金、硅酸盐、高纯硅等。
此外，工业硅还可以用于钢铁行业，作为脱硫剂和脱氧剂，提高钢铁的品质和产量。
在生产工业硅的过程中，需要消耗大量的能源和原材料，如电能、煤炭、电极等。
因此，为了降低成本和提高效率，生产工业硅的企业通常需要采用先进的工艺技术和设备装置，同时注意资源的节约和环境保护。
国标GB_工业硅技术条件
工 业硅一般 粒度为 ６ － － ２ ０ ０ ｍ ｍ， 但粒度小于 ６ ｍｍ、 大于 ２ ０ ０ ｍｍ 的工业硅总和不超过 １ ０ ％．需方 如有特 殊要求 ， 经供需双 方协商 ， 可供其他规格粒度的产品 。 ３ ． ３ 外观 产 品的表面和 断面应清洁 ， 不允许有夹渣 、 泥土、 粉状 硅粘结及其 他非冶炼过程所 带异物。 国 家技术 监督局 １ ９ ９ １ － １ ０ 一 ０ ５ 批准
Ｇ Ｂ ２ ８ ８ １ 一９ １ 附加说明 本标准 由中国有色金属工业总公 司提 出。 本标准 负贵起草单位民和镁厂 ， 参加单位沈 阳铝镁设计研 究院 。
１ ９ ９ ２ 一 ０ ６ 一 ０ １ 实施
国
家
技
月
监
督
局
发布
中华 人 民共 和 国 国家 标 准
工
业 硅 技
术 条 件
ＧＢ ２８８１ 一 ９１ 代替 ＧＢ ２ ８ ８ １ －８ １
Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｆ ａ ｒ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ａ ｌ
主题内容与适 用范围
本标 准规 定了工业硅 的技术要求 、 试 验方法、 检验规则 以及 标志、 包装、 运输和贮 存。 本标 准适 用于在矿热炉 内用碳质还原剂与硅石熔炼所生产 的工业硅 。此种工业 硅主要用于配 制合 金、 制取多晶硅和有机 硅等。 ２ ３ １ 用标准 Ｙ Ｂ ９ ５ 工业硅 化学分析方 法
技术要 求
Hale Waihona Puke 化学成分工业 硅 的 化 学 成 分 应 符 合 下 表 的规 定 。 化学成分 ， ％ 名称
牌 号
不 ： ： 于
９９ ． ３ ９ ９ ． ０ ９ ８ ． ５ ９ ８ ． ０ ９ ７ ． ０
工业硅冶炼要素
25000~33000kv.A工业硅冶炼的三大要素张效和 2018/9/8一、原料是基础；二、设备是保障；三、工艺是关键；一、原料是基础：硅冶炼的根本任务就是把硅合金元素从氧化物中提取出来。
论上可以通过热分解、还原剂还原和电解等方法生产。
合金的各种元素与氧的亲和力很大，少数元素的高价氧化物除外，其余氧化物都很稳定，通常在2000℃以上才能分解，这样高的温度在实际生产中会带来很多困难，因此没有任何一种合金是用热分解法制去的。
而多采用还原剂还原法。
还原剂还原法就是利用适当的还原剂把硅合金元素从氧化物（矿石）中提取出来。
冶炼不同的矿石（矿石中含的微量元素不同）需要不同的还原剂，按所用还原剂的种类来划分，硅合金还原过程可分为固体碳热还原、金属热还原。
虽然不同的不同的矿石（矿石中含的微量元素不同）需要不同的还原剂，但冶炼实质相同，可用一通式表达：zWxOy+nyC=xzW+yCnOz式中WxOy——矿石中含合金元素的氧化物；C——所用的还原剂；W——提取的合金元素；CnOz——还原剂被氧化后生成的氧化物；从热力学分析，反应进行的热力学条件是反应的吉布斯自由能小于0（△G ＜0），吉布斯自由能又叫吉布斯函数，（英Gibbs free energy,Gibbs energy or Gibbs function; also known as free enthalpy）是热力学中一个重要的参量，常用G表示，它的定义是：G = U − TS + pV = H − TS，其中U是系统的内能，T是温度(绝对温度，K)，S是熵，p是压强，V是体积，H是焓。
吉布斯自由能的微分形式是：dG = − SdT + Vdp + μdN，其中μ是化学势，也就是说每个粒子的平均吉布斯自由能等于化学势。
也就是说，氧化物还原的热力学条件是还原剂C对氧的亲和力必须大于被还原的合金对氧的亲和力。
同时也为还原剂的选取制定了规则：1.1还原剂的选择为了便于直观分析各种氧化物的稳定顺序和氧化还原的可能性，分析冶炼反应进行的条件，常用反应的△G~T关系图（吉布斯自由能图），各种氧化物的离解-生成反应可以用通式表示：2We+O2=2WeO对每一个WeO都存在△G=A+CT。
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工业硅生产原料各种元素的要求
项目硅石烟煤半焦木炭木块石油焦电极固定碳（%）— 39—62 81—93 75—85 20—26 88—93 85—99挥发分（%） — 34—582—5 10—25 70—757—121—10灰分（%） —1—51—10 0.5—101—10 0.6—1 0.1—5硅Si（%）46.1-46.6 0.3—2 0.6—4 0.05—9 0.2—1 — —碳C（%） — 71—81 84—96 81—91 45—50 94—97 91—97氧O（%）53.1-53.6 10—161—72—15 40—451—1.5 0.2—1.3氢H（%） —5—8 0.5—41—85—61—1.5 0.2—1.3氮N（%） — 1.5—2.5 0.1—0.2 0.3—0.10.1 0.2—0.50.05—0.5汞Hg（㎍/Mg）<5—10< 5—60< 5—20< 5< 5< 5< 5—10钛Ti（㎎/㎏）20—200 50—60060—4000 10—3000—1<0.5-500—100铝AI（㎎/㎏）300—3200800—57001000-10000100—6200<50—100 70—110<50-4000砷AS （㎎/㎏）< 1—3< 1—3< 1—14< 1< 1—5< 1—10< 1—10硼B（㎎/㎏）< 10—45< 10—110< 10—100< 10—16< 10—23< 10< 10
钡Ba（㎎/㎏） 0.5—254—130 15—220 10—302—701—96—90铍Be（㎎/㎏）<0.5—0.6< 0.5—4< 0.5—3< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5铋Bi（㎎/㎏）< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5—2钙Ca（㎎/㎏）<75—160<150-2400<600-3400<1000-4000<600-1000< 75<200-1500钆Cd（㎎/㎏）< 0.1－1.5< 0.1-1.1< 0.1-1.1< 0.1< 0.1-0.3< 0.1< 0.6-1.2
钴Co（㎎/㎏）< 1—200< 1—16< 6—120< 1< 1< 1—13< 1—13铬Cr（㎎/㎏）< 3—35< 1—12< 15—40< 5—15< 1—13< 1.5—12< 1—24铜Cu（㎎/㎏）1—3 1.5—224—402—7 1.8—4.3< 1—6< 1—20铁Fe（㎎/㎏）100-1500700-52001400-9000100-1700<100-1400<100-600100-3500钾K（㎎/㎏）<75-1700<75-1800 300-1800100-1800 250-900< 75< 75-210镁Mg（㎎/㎏） 20-140 80-1100 300—1400200—1100 75—200< 15-100< 15-500锰Mn（㎎/㎏）3—6004—110< 1—270 80—120 10—501—650—3500钼Mo（㎎/㎏）< 2—8< 2—4< 2—7< 2< 2< 2—12< 2
钠Na（㎎/㎏） 50—170< 320230—2100 170—23050—130< 50—110< 50—300镍Ni（㎎/㎏）< 1—92—333—2400—30< 1—7 60—360< 1—50磷P（㎎/㎏）< 5—50< 5—143 16—160 80—300 20—110< 5—13< 5—170铅Pb（㎎/㎏）< 0.1—9 0.3—131—106< 0—2.3< 0.1—0.2< 0.1—3.5< 0.1—1.6硫 S （㎎/㎏）< 5—14001200-83003300-11000200—1500100—130020000-5000055—3400锑Sb（㎎/㎏）< 0.1—0.9< 0.1—0.7 0.3—3.9< 0.1< 0.1< 0.1< 0.1—1.4硒Se（㎎/㎏）< 2—5.2< 2—6.6< 2—3.3< 2< 2< 2< 2
锡Sn（㎎/㎏）< 0.5—2.2< 0.5—2.7< 0.5—3< 0.5< 0.5—4.5 1.1—2.4< 0.5—2.4锶Sr（㎎/㎏）< 0.5—123—90 11—80 14—80 1.6—9< 0.5—6.6 1.4—20钒V（㎎/㎏）< 1—42—604—30< 1< 1 400—1200< 1—92钨W（㎎/㎏）0.5—640< 0.5—3< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5—0.8锌Zn（㎎/㎏）< 1—33—404—802—406—163—101—100锆Zr (㎎/㎏)< 0.5—3.3 0.8—3.3< 0.5—1.5< 0.5< 0.5—1< 0.5< 0.5—1.7。