多晶硅業(yè)安全技術(shù)課件

1、 多晶硅，是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結(jié)合起來，就結(jié)晶成多晶硅。利用價值：從目前國際太陽電池的發(fā)展過程可以看出其發(fā)展趨勢為單晶硅、多晶硅、帶狀硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。一、多晶硅的性質(zhì)和作用 灰色金屬光澤。密度2.322.34。熔點1410。沸點2355。溶于氫氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和鹽酸。硬度介于鍺和石英之間，室溫下質(zhì)脆，切割時易碎裂。加熱至800以上即有延性，1300時顯出明顯變形。常溫下不活潑，高溫下與氧、氮、硫等反應。高溫熔融狀態(tài)下，具有

2、較大的化學活潑性，能與幾乎任何材料作用。具有半導體性質(zhì)，是極為重要的優(yōu)良半導體材料，但微量的雜質(zhì)即可大大影響其導電性。 電子工業(yè)中廣泛用于制造半導體收音機、錄音機、電冰箱、彩電、錄像機、電子計算機等的基礎材料。由干燥硅粉與干燥氯化氫氣體在一定條件下氯化，再經(jīng)冷凝、精餾、還原而得。 多晶硅可作拉制單晶硅的原料，多晶硅與單晶硅的差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)方面。例如，在力學性質(zhì)、光學性質(zhì)和熱學性質(zhì)的各向異性方面，遠不如單晶硅明顯；在電學性質(zhì)方面，多晶硅晶體的導電性也遠不如單晶硅顯著，甚至于幾乎沒有導電性。在化學活性方面，兩者的差異極小。多晶硅和單晶硅可從外觀上加以區(qū)別，但真正的鑒別須通過分析測定晶體的晶

3、面方向、導電類型和電阻率等。 多晶硅是生產(chǎn)單晶硅的直接原料，是當代人工智能、自動控制、信息處理、光電轉(zhuǎn)換等半導體器件的電子信息基礎材料。被稱為“微電子大廈的基石”。二、生產(chǎn)過程中主要危險有害物質(zhì) 氫氣： 與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱或明火即會發(fā)生爆炸。氣體比空氣輕，在室內(nèi)使用和儲存時，漏氣上升滯留屋頂不易排出，遇火星會引起爆炸。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會劇烈反應。 1766年，英國的物理學家和化學家卡文迪什用六種相似的反應制出了氫氣，這些反應包括鋅、鐵、錫分別與鹽酸或稀硫酸反應。同年，他在一篇名為“人造空氣的實驗”的研究報告中談到此種氣體與其他氣體性質(zhì)不同，而不認為是一種新的氣體。他認為這

4、是金屬中含有的燃素在金屬溶于酸后放出，形成了“可燃空氣”。杰出的化學家拉瓦錫于1785年首次明確地指出：水是氫和氧的化合物，氫是一種元素。他將“可燃空氣”命名為“Hydrogen”。它的元素符號為H。中文的“氫”字是采用“輕”的偏旁。把它放進“氣”里面，表示“輕氣”。 氫氣在工業(yè)上有許多重要應用。在在化學工業(yè)中有：合成氨、石油裂解加氫、煤炭的加氫液化、油脂加氫固化、塑料合成、無機、有機精細化工合成、煤基合成油用氫等。 氫氣屬于二級能源，需要用另一種有效能源從水中制取。但由于它燃燒后生成水，不會污染環(huán)境，成為21世紀非常有前途的無污染能源之一。 氧氣： 助燃物、可燃物燃燒爆炸的基本要素之一，能氧

5、化大多數(shù)活性物質(zhì)。與易燃物(如乙炔、甲烷等)形成有爆炸性的混合物。 氧氣是空氣的組分之一，無色、無臭、無味。氧氣比空氣重，在標準狀況（0和大氣壓強101325帕）下密度為1.429克/升，能溶于水，但溶解度很小。在壓強為101kPa時，氧氣在約-180攝氏度時變?yōu)榈{色液體，在約-218攝氏度時變成雪花狀的淡藍色固體。 氯： 有刺激性氣味，能與許多化學品發(fā)生爆炸或生成爆炸性物質(zhì)。幾乎對金屬和非金屬都起腐蝕作用。屬高毒類。是一種強烈的刺激性氣體。 因為氯氣的化學活潑性使得它的毒性很強，可損害全身器官和系統(tǒng)。它的毒性遠遠大于硫化氫氣體。少量氯氣可以引起呼吸道困難，刺激咽喉、鼻腔和扁桃體發(fā)炎，導致眼

6、睛紅腫、刺痛、流淚，能引起胸悶和呼吸道綜合癥，激發(fā)哮喘病人呼吸發(fā)生困難，甚至休克。氯氣進入血液可以同許多物質(zhì)發(fā)生化合作用，引起神經(jīng)功能障礙，殺傷和破壞血細胞，應引起盜汗、頭痛、嘔吐不止、腸胃痙攣、肝臟受損等。嚴重者可致全身性水腫，電解質(zhì)失衡。氯氣還對皮膚、衣物等具有強烈腐蝕和損毀作用。 氯化氫： 無水氯化氫無腐蝕性，但遇水時有強腐蝕性。能與一些活性金屬粉末發(fā)生反應，放出氫氣。遇氰化物能產(chǎn)生劇毒的氰化氫氣體。急性中毒：出現(xiàn)頭痛、頭昏、惡心、眼痛、咳嗽、痰中帶血、聲音嘶啞、呼吸困難、胸悶、胸痛等。重者發(fā)生肺炎、肺水腫、肺不張。眼角膜可見潰瘍或混濁。皮膚直接接觸可出現(xiàn)大量粟粒樣紅色小丘疹而呈潮紅痛熱

7、。 氯化氫是沒有顏色而有刺激性氣味的氣體，對眼睛和上呼吸道黏膜有強烈的刺激性作用，HCl是極性分子，易溶水。在空氣中會“冒煙”，這是因為HCl與空氣中的水蒸氣結(jié)合形成了酸霧。在有水存在的情況下，具有強烈的腐蝕性。 HCl的熔點為158.2K，生成熱92.30KJ/mol。水合熱17.58KJ/mol。因此HCl的合成及氯化氫溶于水都會放出熱量。 三氯氫硅： 遇明火強烈燃燒。受高熱分解產(chǎn)生有毒的氯化物氣體。與氧化劑發(fā)生反應，有燃燒危險。極易揮發(fā)，在空氣中發(fā)煙，遇水或水蒸氣能產(chǎn)生熱和有毒的腐蝕性煙霧。燃燒(分解)產(chǎn)物:氯化氫、氧化硅。分子量： 135.43 熔點(101.325kPa)：-134；

8、沸點(101.325kPa)：31.8；液體密度(0)：1350kg/m3；相對密度(氣體，空氣=1)： 4.7；蒸氣壓(-16.4)：13.3kPa；(14.5)：53.3kPa；燃點：-27.8；自燃點：104.4；閃點：-14；爆炸極限：6.970%；毒性級別：3；易燃性級別：4；易爆性級別： 三氯硅烷在常溫常壓下為具有刺激性惡臭易流動易揮發(fā)的無色透明液體。在空氣中極易燃燒，在-18以下也有著火的危險，遇明火則強烈燃燒，燃燒時發(fā)出紅色火焰和白色煙，生成SiO2、HCl和Cl2： SiHCl3+O2SiO2+HCl+Cl2；三氯硅烷的蒸氣能與空氣形成濃度范圍很寬的爆炸性混合氣，受熱時引起猛

9、烈的爆炸。它的熱穩(wěn)定性比二氯硅烷好，在900時分解產(chǎn)生氯化物有毒煙霧(HCl)，還生成Cl2和Si。 三氯氫硅合成的火災危險性 SiHCl3的合成是在280300的溫度下進行的，已經(jīng)超過了SiHCl3的自燃溫度175，在合成過程中如果SiHCl3發(fā)生泄漏，或者空氣進入反應器，極易引起燃燒、爆炸或中毒事故。并且SiHCl3有毒、遇水燃燒，給火災撲救帶來一定的困難 三氯氫硅貯罐的火災危險性 SiHCl3的貯罐如果發(fā)生泄漏，其危險性遠遠大于工藝管道泄漏的危險性，因為其貯量大，一旦發(fā)生泄漏，如果不及時堵漏，影響會不斷擴大。貯罐區(qū)因為冷卻用水的需要，經(jīng)常有水存在，泄漏的SiHCl3遇水發(fā)生反應，產(chǎn)生有毒

10、的HCl，向四周擴散，給搶險救援工作帶來困難。 生產(chǎn)工藝中的防火防泄漏措施 （1）三氯氫硅的合成、除塵和精餾工段。HCl氣體緩沖罐與合成爐之間應設止回閥，防止合成爐的SiHCl3回到緩沖罐。應控制HCl氣體的流量，控制合成爐內(nèi)的溫度。對設備管道要經(jīng)常進行維護保養(yǎng)，防止三氯氫硅泄漏。在生產(chǎn)中要保持整個系統(tǒng)的密閉，用9999的氮氣進行保護。 （2）三氯氫硅的儲存。三氯氫硅的沸點較低，需在低溫下儲存，三氯氫硅的貯罐設置低溫保護裝置和降溫措施。由于三氯氫硅有潛在的燃燒爆炸危險，所以它的貯罐應與生產(chǎn)裝置要有一定的防火間距，并且要設防火堤，降溫水的排放管道經(jīng)過防火堤處要設閘閥。貯罐應設靜電接地裝置和避雷裝

11、置。貯罐內(nèi)的氣相要與氮氣系統(tǒng)相連進行保護，貯罐的氣相與外部連通的平衡管（放空管）應與尾氣回收系統(tǒng)相連，不能直接排空，并應設止回閥和阻火器。貯罐區(qū)應設一個備用罐，緊急情況下應將泄漏的貯罐內(nèi)的物料轉(zhuǎn)移至備用罐，防止大量泄漏。 四氯化硅： 受熱或遇水分解放熱，放出有毒的腐蝕性煙氣。對眼睛及上呼吸道有強烈刺激作用。高濃度可引起角膜混濁、呼吸道炎癥甚至肺水腫。皮膚接觸后可引起組織壞死。四氯化硅是西門子法生產(chǎn)多晶硅的副產(chǎn)物。 【中文名稱】四氯化硅；氯化硅 【英文名稱】silicon tetrachloride 【工業(yè)縮寫】STC 【分子結(jié)構(gòu)】Si原子以sp3雜化軌道形成鍵。分子形狀為正四面體形。 【相對分

12、子量或原子量】169.89 【密度】1.50 【熔點()】-70 【沸點()】57.6 【折射率】1.412 【毒性LD50(mg/kg)】 大鼠吸入800。 【性狀】 無色透明狀液體，有窒息氣味。 【溶解情況】 溶于四氯化碳、四氯化鈦、四氯化錫。 【用途】 用于制硅酸酯類、有機硅單體、有機硅油、高溫絕緣材料、硅樹脂、硅橡膠等，也用作煙幕劑。 【制備或來源】 工業(yè)上由硅鐵在200以上與氯氣作用，經(jīng)蒸餾而得。 【化學性質(zhì)】 在潮濕空氣中水解而成硅酸和氯化氫，同時發(fā)生白煙。對皮膚有腐蝕性。 【其他常用物質(zhì)的理化常數(shù)】 【國標編號】 81043 【CAS號】 10026-04-7 【別名】 氯化硅；

13、四氯化矽 【外觀與性狀】 無色或淡黃色發(fā)煙液體，有刺激性氣味，易潮解 【蒸汽壓】 55.99kPa(37.8) 【溶解性】 可混溶于苯、氯仿、石油醚等多數(shù)有機溶劑 【密 度】 相對密度(水=1)1.48；相對密度(空氣=1)5.86 穩(wěn)定性 穩(wěn)定 【危險標記】 20(酸性腐蝕品) 主要用途 用于制取純硅、硅酸乙酯等，也用于制取煙幕劑 應急處理處置方法: .泄漏應急處理 疏散泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，禁止無關(guān)人員進入污染區(qū)，建議應急處理人員戴自給式呼吸器，穿化學防護服。不要直接接觸泄漏物，勿使泄漏物與可燃物質(zhì)(木材、紙、油等)接觸，在確保安全情況下堵漏。噴水霧減慢揮發(fā)(或擴散)，但不要對泄漏物或泄

14、漏點直接噴水。將地面灑上蘇打灰，然后用大量水沖洗，經(jīng)稀釋的洗水放入廢水系統(tǒng)。如果大量泄漏，最好不用水處理，在技術(shù)人員指導下清除。 .防護措施 呼吸系統(tǒng)防護：可能接觸其蒸氣時，必須佩戴防毒面具或供氣式頭盔。緊急事態(tài)搶救或逃生時，建議佩帶自給式呼吸器。 眼睛防護：戴化學安全防護眼鏡。 防護服：穿工作服(防腐材料制作)。 手防護：戴橡皮手套。 其它：工作后，淋浴更衣。單獨存放被毒物污染的衣服，洗后再用。保持良 .急救措施 皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，用流動清水沖洗15分鐘。若有灼傷，就醫(yī)治療。 眼睛接觸：立即提起眼瞼，用流動清水沖洗10分鐘或用2%碳酸氫鈉溶液沖洗。 吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處

15、。注意保暖，保持呼吸道通暢。必要時進行人工呼吸。就醫(yī)。 食入：患者清醒時立即漱口，給飲牛奶或蛋清。立即就醫(yī)。 滅火方法：干粉、砂土。禁止用水。 密封方法： 在系統(tǒng)中可以用氟橡膠（FPM）密封 氫氟酸： 腐蝕性極強。遇H發(fā)泡劑立即燃燒。能與普通金屬發(fā)生反應,放出氫氣而與空氣形成爆炸性混合物。無色透明發(fā)煙液體。為氟化氫氣體的水溶液。呈弱酸性。有刺激性氣味。與硅和硅化合物反應生成氣態(tài)的四氟化硅，但對塑料、石蠟、鉛、金、鉑不起腐蝕作用。能與水和乙醇混溶。相對密度1.298。38.2%的氫氟酸為共沸混合物，共沸點112.2。有毒，最小致死量(大鼠，腹腔)25mG/kG。有腐蝕性，能強烈地腐蝕金屬、玻璃和

16、含硅的物體。如吸入蒸氣或接觸皮膚能形成較難愈合的潰瘍。 安全措施 泄漏：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并進行隔離，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防酸堿工作服。不要直接接觸泄漏物。盡可能切斷泄漏源，防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。 小量泄露：用砂土、干燥石灰或蘇打灰混合。也可用大量水沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)。 大量泄露：構(gòu)筑圍堤或挖坑收容；用泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運至廢物處理場所處置。 滅火方法燃燒性：不燃 滅火劑：霧狀水、泡沫。 滅火注意事項：消防人員必須佩戴氧氣呼吸器、穿全身防護服 緊急處理吸入：迅速脫離現(xiàn)場至新鮮空氣處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難

17、，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫(yī)。 食入：誤服者用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。 皮膚接觸：立即脫去被污染衣著，用大量流動清水沖洗，至少15min。就醫(yī)。 眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15min。就醫(yī)。 硝酸： 硝酸（nitric acid）分子式HNO3，是一種有強氧化性、強腐蝕性的無機酸，酸酐為五氧化二氮。硝酸的酸性較硫酸和鹽酸小（PKa=-1.3），易溶于水，在水中完全電離，常溫下其稀溶液無色透明，濃溶液顯棕色。硝酸不穩(wěn)定，易見光分解，應在棕色瓶中于陰暗處避光保存，嚴禁與還原劑接觸。硝酸在工業(yè)上主要以氨氧化法生產(chǎn)，用以制造化肥、炸藥、硝酸鹽等，

18、在有機化學中，濃硝酸與濃硫酸的混合液是重要的硝化試劑。 管制信息 硝酸(腐蝕)（易制爆） 本品根據(jù)危險化學品安全管理條例受公安部門管制。 名稱 中文名稱：硝酸 別名：硝鏹水，鏹水，氨氮水 性狀 無色透明液體。有窒息性刺激氣味。含量為68%左右。在空氣中產(chǎn)生白霧，是硝酸蒸汽于水蒸汽結(jié)合而形成的硝酸小液滴。露光能產(chǎn)生四氧化二氮而變成棕色。有強酸性。能使羊毛織物和動物組織變成嫩黃色。能與乙醇、松節(jié)油、碳和其他有機物猛烈反應。能與水混溶。能與水形成共沸混合物。相對密度(d204)1.41。沸點120.5(68%)。有強氧化性，與除金鉑外的金屬反應放出二氧化氮或一氧化氮。有強腐蝕性。 泄漏處理泄漏：迅速

19、撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并進行隔離，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防酸堿工作服。從上風處進入現(xiàn)場。盡可能切斷泄漏源，防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。 小量泄漏：將地面灑上蘇打灰，然后用大量水沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)。 大量泄漏：構(gòu)筑圍堤或挖坑收容；噴霧狀水冷卻和稀釋蒸氣、保護現(xiàn)場人員、把泄漏物稀釋成不燃物。用泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運至廢物處理場所處置。 氮氣： 物理性質(zhì)氮在常況下是一種無色無味無臭的氣體，且通常無毒。氮氣占大氣總量的78.12%（體積分數(shù)），在標準情況下的氣體密度是1.25g/L，氮氣在水中溶解度很小，在常溫常壓下，1體積水中大約只

20、溶解0.02體積的氮氣。氮氣是難液化的氣體。氮氣在極低溫下會液化成無色液體，進一步降低溫度時，更會形成白色晶狀固體。在生產(chǎn)中，通常采用黑色鋼瓶盛放氮氣。 化學性質(zhì)對成鍵有貢獻的是三對電子，即形成兩個鍵和一個鍵。 對成鍵沒有貢獻，成鍵與反鍵能量近似抵消，它們相當于孤電子對。由于N2分子中存在叁鍵NN，所以N2分子具有很大的穩(wěn)定性，將它分解為原子需要吸收941.69kJ/mol的能量。N2分子是已知的雙原子分子中最穩(wěn)定的，氮氣的相對分子質(zhì)量是28。 毒性與防護1、 呼吸系統(tǒng)防護：一般不需特殊防護。但當作業(yè)場所空氣中氧氣濃度低于18%時，必須佩戴空氣呼吸器、氧氣呼吸器或長管面具。 2、 眼睛防護：戴

21、安全防護面罩。 3、 其它防護：避免高濃度吸入密閉操作，提供良好的自然通風條件。操作人員必須經(jīng)過專門培訓，嚴格遵守操作規(guī)程。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。搬運時輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。配備泄漏應急處理設備。 消防應急措施與防護：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風處，并進行隔離，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器。不要直接接觸泄漏物。盡可能切斷泄漏源。防止氣體在低凹處積聚，遇點火源著火爆炸。用排風機將漏出氣送至空曠處。漏氣容器要妥善處理，修復、檢驗后再用。 本品不燃。用霧狀水保持火場中容器冷卻?？捎渺F狀水噴淋加速液氮蒸發(fā)，但不可使用水槍射至液氮。 氟化氫： 氟化氫（化學式：HF）是

22、一種極強的腐蝕劑，有劇毒。它是無色的氣體，但是在空氣中，只要超過3ppm就會產(chǎn)生刺激的味道。最重要危害與效應： 急性：強腐蝕性，強氧化性。 吸入： 1.刺激鼻、咽、眼睛及呼吸道。 2.高濃度蒸氣會嚴重的灼傷唇、口、咽及肺。 3.可能造成液體蓄積于肺中及死亡。 4.122ppm 濃度下暴露1min會嚴重刺激鼻、咽、及呼吸 道 5.50ppm 濃度下暴露數(shù)分鐘可能致死。 皮膚： 1.其氣體或無水液體會造成疼痛難忍的深度皮膚灼傷。（吸入過量的HF會造成氣管和咽喉水腫引起窒息死亡。） 2.過量的濺到皮膚會造成死亡。 眼睛：其蒸氣會溶解于眼球表面的水份上而造成刺激。 食入：不適用于HF氣體。刺激灼傷眼睛

23、、皮膚及呼吸系統(tǒng)。可能造成骨質(zhì)硬化。 慢性：長期處于弱氟化氫環(huán)境，也會產(chǎn)生腐蝕和氧化現(xiàn)象，從而傷害人體組織。 主要癥狀：刺激感、皮膚灼傷、骨質(zhì)軟弱及變化（骨質(zhì)疏松癥）。 急救措施不同暴露途徑之急救方法： 吸入： 1.移除污染源或?qū)⒒颊咭频叫迈r空氣處，如果必要的話，實施人工呼吸或心肺復蘇術(shù)。（避免口對口接觸，最好在醫(yī)生的指示下，由受訓過之人員來施予氧氣） 2.保持呼吸道暢通，并立即就醫(yī)。 皮膚接觸： 1.避免直接與該化學品接觸，必須戴完好的防酸手套。 2.盡速用緩和流動的溫水沖洗患部20分鐘以上。并再沖水時脫去污染物。 3.將受傷處浸于冰的0.2Hyamine 1622水溶液（1：500）或冰的

24、0.13Zephiran，若無法直接浸泡，可使用繃帶，每兩分鐘更換一次。 4.若敏感組織（唇或口）被燒傷，可敷2.5的葡萄糖鈣膠，立即就醫(yī)。 眼睛接觸： 1.立即撐開眼皮，以大量的清水沖洗受污染的眼睛至少15分鐘以上， 2.若沖洗后仍有刺激感，再反復沖洗，并立即就醫(yī)。 食入： 1.若患者即將喪失意志、已失去意識或痙攣，勿經(jīng)口喂食任何東西。 2.用水徹底漱口，切勿催吐。 3.讓患者喝下240-300ml 的葡萄酸鈣溶液，以稀釋胃中的物質(zhì)。 4.若患者自發(fā)性嘔吐，讓患者身體向前以避免吸入嘔吐物的危險。 5.反復給患者喝水。 6.立即就醫(yī)。 對急救人員之防護：避免吸入蒸氣、接觸眼睛、皮膚及衣物，并應

25、穿戴合適之防護衣物、安全防酸手套等防護用具。 滅火措施適用滅火劑：對于周圍火災，使用合適的滅火劑來滅火。 滅火時可能遭遇之特殊危害： 1.水與其接觸有猛烈噴出HF的危險，故水不要直接與打開或泄漏的容器接觸。 2.HF儲存于金屬容器時，易燃性的氫氣可能產(chǎn)生并累積。 特殊滅火程序：消防人員之特殊防護設備：消防人員必須配戴A 級氣密式化學防護衣及空氣呼吸器。 泄漏處理方法 個人應注意事項： 1.人員需遠離泄漏區(qū)。 2.提供適當?shù)姆雷o及通風設備。 環(huán)境注意事項： 1.穿戴供氣式抗酸服以達最大防護效果。 2.撲滅或除去所有發(fā)火源。 3.報告政府安全衛(wèi)生與環(huán)保相關(guān)單位。 清理方法： 1.勿碰觸泄漏物。 2

26、.避免外泄物流入下水道，水溝或其它密閉空間。 3.在安全許可狀況下，設法阻止或減少泄漏。 4.小量液體泄漏會和外泄物反應的吸收劑吸除并置于適當密閉，有著標示之容器內(nèi)。 5.用水沖洗泄漏區(qū)域。 6.不要直接加水于泄漏源亦不要讓水流入HF 容器槽內(nèi)。 7.若可能則將外泄容器倒轉(zhuǎn)，使氣體逸出，代替液體流出。 8.若不能阻漏時，將泄漏容器移至安全處所泄空修理。 氫氧化鈉： 俗稱燒堿、火堿、苛性鈉，因另一名稱caustic soda而在香港稱為哥士的，常溫下是一種白色晶體，具有強腐蝕性。易溶于水，其水溶液呈強堿性，能使酚酞變紅。氫氧化鈉是一種極常用的堿，是化學實驗室的必備藥品之一。它的溶液可以用作洗滌液

27、 性狀熔融白色顆?；驐l狀，現(xiàn)常制成小片狀。易吸收空氣中的水分和二氧化碳。1g溶于0.9ml冷水、0.3ml沸水、7.2ml無水乙醇、4.2ml甲醇，溶于甘油。溶于水、乙醇時或溶液與酸混合時產(chǎn)生劇熱。溶液呈強堿性。相對密度2.13。熔點318。沸點1390。半數(shù)致死量(小鼠，腹腔)40mg/kg。有腐蝕性。 1.健康危害 侵入途徑：吸入、食入。 健康危害：本品有強烈刺激和腐蝕性。粉塵或煙霧會刺激眼和呼吸道，腐蝕鼻中隔；皮膚和眼與NaOH直接接觸會引起灼傷；誤服可造成消化道灼傷，粘膜糜爛、出血和休克。 2.毒理學資料及環(huán)境行為 危險特性：本品不會燃燒，遇水和水蒸氣大量放熱，形成腐蝕性溶液。與酸發(fā)生

28、中和反應并放熱。具有強腐蝕性。 燃燒(分解)產(chǎn)物：可能產(chǎn)生有害的毒性煙霧。 1.泄漏應急處理隔離泄漏污染區(qū)，周圍設警告標志，建議應急處理人員戴好防毒面具，穿化學防護服。不要直接接觸泄漏物，用清潔的鏟子收集于干燥潔凈有蓋的容器中，以少量NaOH加入大量水中，調(diào)節(jié)至中性，再放入廢水系統(tǒng)。也可以用大量水沖洗，經(jīng)稀釋的洗水放入廢水系統(tǒng)。如大量泄漏，收集回收或無害 處理后廢棄。 2.防護措施呼吸系統(tǒng)防護：必要時佩帶防毒口罩。 眼睛防護：戴化學安全防護眼鏡。 防護服：穿工作服(防腐材料制作)。 手防護：戴橡皮手套。 其它：工作后，淋浴更衣。注意個人清潔衛(wèi)生。 3.急救措施皮膚接觸：應立即用大量水沖洗，再涂

29、上3%-5%的硼酸溶液。 眼睛接觸：立即提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗至少15min?；蛴?%硼酸溶液沖洗。就醫(yī)。 吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。必要時進行人工呼吸。就醫(yī)。 食入：應盡快用蛋白質(zhì)之類的東西清洗干凈口中毒物，如牛奶、酸奶等奶質(zhì)物品?；颊咔逍褧r立即漱口，口服稀釋的醋或檸檬汁，就醫(yī)。 滅火方法：霧狀水、砂土、二氧化碳滅火器。 三、各種多晶硅生產(chǎn)工藝簡單介紹 1.改良西門子法閉環(huán)式三氯氫硅氫還原法 氯化氫和工業(yè)硅粉在一定的溫度下合成三氯氫硅，然后對三氯氫硅進行分離精餾提純，提純后的三氯氫硅在氫還原爐內(nèi)進行CVD反應生產(chǎn)高純多晶硅。 國內(nèi)外現(xiàn)有的多晶硅廠絕大部分采用此法生產(chǎn)電子級與

30、太陽能級多晶硅。硅的化學提純 對于太陽電池，多晶硅的純度一般要求在6N（99.9999%）以上。到目前為止，都是利用化學提純技術(shù)，將冶金級硅（95%99%）進一步提純，得到高純多晶硅。 所謂硅的化學提純是將硅用化學方法轉(zhuǎn)化為中間化合物，再將中間化合物提純至所需的純度，然后再還原成高純硅。硅的化學提純主要包括三個步驟：1中間化合物的形成。2中間化合物的分離和提純。3中間化合物被還原或被分解成高純硅。 高純多晶硅硅料主要生產(chǎn)方法 根據(jù)中間化合物的不同，化學提純多晶硅可分為不同的技術(shù)路線。目前，在工業(yè)中廣泛應用的技術(shù)主要有： 三氯氫硅氫還原法（西門子法）硅烷熱分解法四氯化硅氫還原法經(jīng)過化學提純得到的

31、高純多晶硅的基硼濃度應小于0.05ppba，基磷濃度小于0.15ppba，碳濃度小于0.1ppma，金屬雜質(zhì)濃度小于1.0ppba。改良西門子法三氯氫硅氫還原法于1954年由西門子公司研究成功，因此又稱為西門子法，是廣泛采用的高純多晶硅制備技術(shù)，國際上生產(chǎn)高純多晶硅的主要大公司都采用該技術(shù)，包括瓦克、海姆洛克和德山。主要化學反應主要包括以下2個步驟：1、三氯氫硅（ ）的合成；2、高純硅料的生產(chǎn)：得到高產(chǎn)率和高純度三氯氫硅（ ）的3個嚴格的化學反應條件：1、反應溫度在300-400之間；2、氯化氫氣體（HCI）必須是干燥無水的；3、工業(yè)硅須經(jīng)過破碎和研磨，達到適合的粒徑。改良西門子法多晶硅制備工

32、藝原理圖工業(yè)硅硅粉氯氣氯化氫合成三氯氫硅合成氯化氫氣體三氯氫硅提純干法回收四氯化硅氫化三氯氫硅三氯氫硅多晶硅還原還原尾氣氫氣氫氣改良西門子法多晶硅制備工藝流程圖改良西門子法的關(guān)鍵技術(shù) 改良西門子法為閉環(huán)式三氯氫硅氫還原法。在西門子法工藝的基礎上，通過增加還原尾氣干法回收系統(tǒng)，四氯化硅氫化工藝，實現(xiàn)了閉路循環(huán)。改良西門子法包括5個主要環(huán)節(jié)：三氯氫硅合成，三氯氫硅精餾提純，三氯氫硅的氫還原，尾氣的回收和四氯化硅的氫化分離； 實現(xiàn)了真正的全閉環(huán)操作； 能耗相對低、產(chǎn)量高、質(zhì)量穩(wěn)定，采用綜合利用技術(shù)，對環(huán)境不產(chǎn)生污染（三氯氫硅和四氯化硅均有腐蝕性）。2.硅烷法硅烷熱分解法 硅烷(siH4)是以四氯化硅

33、氫化法、硅合金分解法、氫化物還原法、硅的直接氫化法等方法制取。然后將制得的硅烷氣提純后在熱分解爐生產(chǎn)純度較高的棒狀多晶硅。以前只有日本小松掌握此技術(shù)，由于發(fā)生過嚴重的爆炸事故后，沒有繼續(xù)擴大生產(chǎn)。但美國人Ashimi和SGS公司仍采用硅烷氣熱分解生產(chǎn)純度較高的電子級多晶硅產(chǎn)品。 2005 年之前用該法生產(chǎn)的多晶硅占全球總產(chǎn)量的20%左右。國外采用硅烷法生產(chǎn)多晶硅的企業(yè)主要是美國的MEMC 公司(前身是Ethyl 公司)和美國的REC 公司(前身是Asimi 公司)。國際上作為在三氯氫硅法規(guī)?；a(chǎn)多晶硅20 年后開發(fā)的新一代多晶硅生產(chǎn)工藝的硅烷法多晶硅工藝，其主要目的是降低多晶硅的生產(chǎn)能耗和成

34、本，而且硅烷氣體本身又是集成電路產(chǎn)業(yè)、光伏產(chǎn)業(yè)和TIT 液晶顯示器產(chǎn)業(yè)必不可少的特種氣體， 一條生產(chǎn)線兼顧了多晶硅和硅烷特氣兩大產(chǎn)品。 近幾年全球光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展后，硅烷法多晶硅工藝越來越受到重視，其原因主要硅烷法多晶硅工藝有它自身的優(yōu)點:每千克多晶硅產(chǎn)品的綜合能耗比三氯氫硅法低三分之一以上;硅烷法工藝的副產(chǎn)物對環(huán)境不會造成大的危害，屬于環(huán)境友好型多晶硅工藝;生產(chǎn)成本比三氯氫硅法低，具有成本優(yōu)勢;因為硅皖氣體沒有腐蝕性而三氯氫硅。 下面分硅烷氣體的制備和硅烷氣體轉(zhuǎn)化成多晶硅的生產(chǎn)工藝兩大部分，簡要介紹一下硅烷法多晶硅生產(chǎn)工藝。硅烷氣體的制備硅烷法多晶硅的生產(chǎn)離不開硅烷氣體。硅烷氣體的制備大致上

35、有三種方法: 硅具有較強的腐蝕性，所以硅烷法工藝對工藝管道和設備的要求比三氯氫硅法低，生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的總投資比三氯氫硅法低;由于硅烷法工藝流程比三氯氫硅法簡單，因此硅燒法工藝的占地面積比三氯氫硅法小，屬于土地集約化多晶硅工藝；硅烷法多晶硅中產(chǎn)生的硅粉可以用于澆鑄法多晶硅片產(chǎn)品中，解決了硅粉的利用問題。硅烷無腐蝕性，熱分解溫度低且分解率高，故此法所得硅多晶的純度高，產(chǎn)率高;硅烷氣體是一種易燃易爆的氣體，對系統(tǒng)的氣密性要求比三氯氫硅法高，所以系統(tǒng)的硬件建設標準比三氯氫硅法要高，在硬件過硬的基礎上加強安全生產(chǎn)管理，以免硅烷氣體的泄露造成燃燒、爆炸事故的發(fā)生。 金屬氫化物工藝該方法的典型代表是美國的ME

36、MC 公司 采用氫化鋁鈉與四氟化硅氣體反應合成硅烷氣體: NaALH4+SiF4NaALF4+SiH4 反應生產(chǎn)的粗硅烷氣體經(jīng)吸附塔、脫重塔和脫輕塔純化精制，把粗硅烷氣體純度提升到6N 以上的高純度電子級硅烷氣體，再經(jīng)過低溫液化處理制得的液態(tài)硅烷儲存在產(chǎn)品硅烷儲槽內(nèi)，通過蒸發(fā)液態(tài)的硅烷氣體變成常溫的硅烷氣體供硅烷還原多晶硅工段使用。以上反應中使用的四氟化硅氣體利用化肥企業(yè)的副產(chǎn)物氟硅酸制得或用其它方法制得。美國MEMC 公司采用該方法已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)多晶硅，技術(shù)已經(jīng)很成熟，已經(jīng)在20 年前用于年產(chǎn)千噸級以上的多晶硅生產(chǎn)線上。硅鎂合金法工藝 硅鎂合金制備硅烷氣體工藝也稱小松法工藝。硅鎂合金法制備硅

37、烷的工藝流程非常簡練。小松法制備硅烷工藝*內(nèi)歷史上研究最多的工藝路線，實現(xiàn)過年產(chǎn)5 噸規(guī)模的試驗性的生產(chǎn)裝置線。該方法的主要反應有：Si+MgMg2Si3 Mg2Si + NH4ClSiH4+MgCl26NH3 第一步反應在真空或保護氣氛下進行。 第二步反應在低溫液氨下進行，其中生產(chǎn)的氯化鎂在液氨環(huán)境下與液氨絡合成六氨氯化鎂。由于成本過高，該方法目前還沒有應用于千噸級規(guī)模的生產(chǎn)線上。硅鎂合金法工藝到目前為止還沒有用于大規(guī)模多晶硅生產(chǎn)線。該方法用于大規(guī)模生產(chǎn)線上主要要解決的問題是： 1)液氨的循環(huán)利用。要實現(xiàn)液氨循環(huán)利用，必須實現(xiàn)從六氨氯化鎂絡合物中的氨分離出來，實現(xiàn)氨的循環(huán)利用； 2) 傳統(tǒng)的

38、小松法制備硅烷氣體采用的是批次式反應，要實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，該反應需要改成連續(xù)式反應，否則很難實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)； 3) 該工藝中氨的循環(huán)量很大，需要補充大量的冷量，如何實現(xiàn)冷量和熱量的充分利用來降低能耗過高的問題需要做進一步改進。氯硅烷歧化反應法 此法利用如下氯硅烷的合成和歧化反應來獲得硅烷： Si + 2H2 + 3SiC14=4SiHCl3 6SiHCl3=3SiH2Cl2 + 3SiCl4 4SiH2Cl2=2SiH3Cl + 2SiHCl3 3SiH3Cl=SiH2Cl2 + SiH4 整個過程是閉路，一方投入硅與氫，另一方獲得硅烷，因此排出物少，對環(huán)保環(huán)境有利，同時材料的利用率高。該方法已

39、經(jīng)實現(xiàn)千噸級規(guī)模生產(chǎn)水平。美國REC( 前身為Asimi) 采用該方法來制備硅烷氣體。無論采用何種方法來制備硅烷氣體，3.流化床法 以四氯化硅、氫氣、氯化氫和工業(yè)硅為原料在流化床內(nèi)（沸騰床）高溫高壓下生成三氯氫硅，將三氯氫硅再進一步歧化加氫反應生產(chǎn)二氯二氫硅，繼而生產(chǎn)硅烷氣。制得的硅烷氣通入加有小顆粒硅粉流化床反應爐內(nèi)進行連續(xù)熱分解反應，生產(chǎn)粒狀多晶硅產(chǎn)品。因為在流化床反應爐內(nèi)參與反應的硅表面積大，生產(chǎn)效率高，電耗低、成本低，適應于大規(guī)模生產(chǎn)太陽能級多晶硅。 流化床法是美國聯(lián)合碳化合物公司早年研發(fā)的多晶硅制備工藝技術(shù)。該方法是以SiCl4、H2、HCl和工業(yè)硅為原料，在高溫高壓流化床內(nèi)（沸騰床

40、）生成SiHCl3，將SiHCl3再進一步歧化加氫反應生成SiH2Cl2，繼而生成硅烷氣。制得的硅烷氣通入加有小顆粒硅粉的流化床反應爐內(nèi)進行連續(xù)熱分解反應，生成粒狀多晶硅產(chǎn)品。由于在流化床反應爐內(nèi)參與反應的硅表面積大，故該方法生產(chǎn)效率高、電耗低、成本低。該方法的缺點是安全性較差，危險性較大，且產(chǎn)品的純度也不高。不過，它還是基本能滿足太陽能電池生產(chǎn)的使用。故該方法比較適合大規(guī)模生產(chǎn)太陽能級多晶硅。 目前采用該方法生產(chǎn)顆粒狀多晶硅的公司主要有：挪威可再生能源公司（REC）、德國瓦克公司（Wacker）、美國HemLock和M E M C 公司等。 挪威R E C 公司是世界上惟一一家業(yè)務貫穿整個太

41、陽能行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的公司，是世界上最大的太陽能級多晶硅生產(chǎn)商。該公司利用硅烷氣為原料，采用流化床反應爐閉環(huán)工藝分解出顆粒狀多晶硅，且基本上不產(chǎn)生副產(chǎn)品和廢棄物。這一特有專利技術(shù)使得R E C 在全球太陽能行業(yè)中處于獨一無二的地位。REC還積極致力于新型流化床反應器技術(shù)（FBR）的開發(fā)，該技術(shù)使多晶硅在流化床反應器中沉積，而不是在傳統(tǒng)的熱解沉積爐或西門子反應器中沉積，因而可極大地降低建廠投資和生產(chǎn)能耗。 德國瓦克公司開發(fā)了一套全新的粒狀多晶硅流體化反應器技術(shù)生產(chǎn)工藝。該工藝基于流化床技術(shù)（以三氯硅烷為給料），已在兩臺實驗反應堆中進行了工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)試驗，瓦克公司最近投資了約2億歐元，在德國博格豪森建

42、立新的超純太陽能多晶硅工廠，年生產(chǎn)能力為2500t，加上其它擴建措施，新工廠的投產(chǎn)將使瓦克公司在2008年達到9000t的年生產(chǎn)能力，最終于2010年達到11 500t的產(chǎn)能。 另外，美國Hemlock公司將開設實驗性顆粒硅生產(chǎn)線來降低硅的成本，Helmlock公司計劃在2010年將產(chǎn)能提高至19 000t。MEMC公司則計劃在2010年底其產(chǎn)能達到7000t左右。 流化床技術(shù)是美國MEMC Pasadena公司開發(fā)的技術(shù)。目前該公司生產(chǎn)能力為1400噸/年。該公司用硅烷作反應氣體，在流化床反應器中硅烷發(fā)生分解反應，在預先裝入的細硅粒表面生長多晶硅顆粒。硅烷流化床技術(shù)具有反應溫度低（57568

43、5C），還原電耗低（SiH4熱分解能耗降至10kWh/kg，相當于西門子法的10%，），沉積效率高（理論上轉(zhuǎn)化率可以達到100%）、反應副產(chǎn)物（氫氣）簡單易處理等優(yōu)點，而且流化床反應器能夠連續(xù)運行，產(chǎn)量高、維護簡單，因此這種技術(shù)最有希望降低多晶硅成本，工程分析表明這種技術(shù)制造的多晶硅成本可降低至20美元/公斤。 另外這種技術(shù)產(chǎn)品為粒狀多晶硅，可以在直拉單晶爐采用連續(xù)加料系統(tǒng)，降低單晶硅成本，提高產(chǎn)量。根據(jù)MEMC公司統(tǒng)計，使用粒狀多晶硅，同時啟動再加料系統(tǒng)，單晶硅制造成本降低40%，產(chǎn)量增加25%。因此業(yè)界普遍看好流化床技術(shù)，被認為是最有希望大幅度降低多晶硅以及單晶硅成本的新技術(shù)，目前包括美國

44、REC德國WACKER等傳統(tǒng)多晶硅大廠目前都在開發(fā)這項技術(shù)。 唯一的缺點是安全性差，危險性大。其次是產(chǎn)品純度不高，但基本能滿足太陽能電池生產(chǎn)的使用。 此法是美國聯(lián)合碳化物公司早年研究的工藝技術(shù)。目前世界上只有美國MEMC公司采用此法生產(chǎn)粒狀多晶硅。此法比較適用生產(chǎn)價廉的太陽能級多晶硅。4.太陽能級多晶硅新工藝技術(shù) 冶金法生產(chǎn)太陽能級多晶硅 主要工藝是：選擇純度較高的工業(yè)硅（即冶金硅）進行水平區(qū)熔單向凝固成硅錠，去除硅錠中金屬雜質(zhì)聚集的部分和外表部分后，進行粗粉碎與清洗，在等離子體融解爐中去除硼雜質(zhì)，再進行第二次水平區(qū)熔單向凝固成硅錠，去除第二次熔硅錠中金屬雜質(zhì)聚集的部分和外表部分，經(jīng)粗粉碎與清

45、洗后，在電子束融解爐中除磷和碳雜質(zhì)，直接生成太陽級多晶硅。 氣液沉積法生產(chǎn)粒狀太陽能級多晶硅 主要工藝是：將反應器中的石墨管的溫度升高到1500，流體三氯氫硅和氫氣從石墨管的上部注入，在石墨管內(nèi)壁1500高溫處反應生成液體狀硅，然后滴入底部，溫度回升變成固體粒狀的太陽能多晶硅。 四、多晶硅生產(chǎn)工藝的發(fā)展 1.國外多晶硅生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展： 研發(fā)的新工藝幾乎全是以滿足太陽能產(chǎn)業(yè)所需要的太陽能級多晶硅； 研發(fā)的新工藝主要集中體現(xiàn)在多晶硅生成反應器裝置上，多晶硅生成反應器是復雜的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個提高產(chǎn)能、降低能耗的關(guān)鍵裝置； 研發(fā)的流化床反應器（FBR）粒狀多晶硅生成的工藝技術(shù)將是生產(chǎn)太陽能級多晶

46、硅首選的工藝技術(shù)。其次是研發(fā)的石墨管狀爐反應器（Tube-Reactor），也是降低多晶硅生產(chǎn)電耗、實現(xiàn)連續(xù)性大規(guī)模生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的新工藝技術(shù)； 流化床反應器（FBR）和石墨管狀爐反應器（Tube-Reactor）生成粒狀多晶硅的硅原料可以用硅烷、二氯二氫硅或三氯氫硅； 在2005年前多晶硅擴產(chǎn)中100%都采用改良西門子工藝。在2005年后多晶硅擴產(chǎn)中仍采用改良西門子工藝。 目前多晶硅主要的新增需求來自于太陽能光伏產(chǎn)業(yè)，國際上已經(jīng)形成開發(fā)低成本、低能耗的太陽能級多晶硅生產(chǎn)新工藝技術(shù)的熱潮，并趨向于把生產(chǎn)低純度的太陽能級多晶硅工藝和生產(chǎn)高純度電子級多晶硅工藝區(qū)分開來，以降低太陽

47、能級多晶硅生產(chǎn)成本，從而降低太陽能電池制造成本，促進太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，普及太陽能的利用，無疑是一個重要的技術(shù)決策方向。 2.國內(nèi)多晶硅生產(chǎn)發(fā)展趨勢： 目前國內(nèi)的幾家多晶硅生產(chǎn)單位的擴產(chǎn)都是采用改良西門子工藝技術(shù)。還沒有見到新的工藝技術(shù)有所突破的報道。 江西省抓住機遇，憑借粉石英（硅材料主要原料）儲量全國第一的資源優(yōu)勢，出臺多方面措施保障光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。短短3、4年間，使得一大批光伏產(chǎn)業(yè)上下游項目迅速在江西集聚，成為我國重要的光伏產(chǎn)業(yè)基地。以新余為主產(chǎn)地、以賽維LDK和盛豐能源為核心企業(yè)的產(chǎn)業(yè)帶具有較強的生產(chǎn)能力，初步建立了從硅料、硅片到太陽能電池組件及配套產(chǎn)品的完整產(chǎn)業(yè)鏈，擁有了對外合作的有

48、效途徑和一批關(guān)鍵人才，在國內(nèi)已具有較明顯的規(guī)模優(yōu)勢和市場競爭力。 2008年江西省光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，實現(xiàn)銷售收入128.9億元。另外該省生產(chǎn)的多晶硅片已占全球總產(chǎn)量的四分之一，龍頭企業(yè)賽維2008年的產(chǎn)能超過1400MW。 2009年初，經(jīng)省政府同意，由江西省發(fā)改委牽頭編制的江西省光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃正式下發(fā)，為江西光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展確定了大的方向。規(guī)劃中提到，力爭到2012年將江西打造成為全球重要的光伏產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)基地。按照規(guī)劃，未來數(shù)年，新余、豐城、南昌產(chǎn)業(yè)帶將建成全省光伏產(chǎn)業(yè)主要集聚區(qū)。 江西豐城工業(yè)園集中了國內(nèi)幾家主要的多晶硅生產(chǎn)企業(yè)，目前綜合產(chǎn)能達噸以上，其中江西盛豐新能源科技有限公司產(chǎn)能最大，年

49、達到噸，年可達噸，預計年項目計劃工程完成后，產(chǎn)能將穩(wěn)定在噸以上。 江西盛豐新能源科技有限公司于2008年9月28日注冊成立。公司位于贛江之濱的豐城市豐源工業(yè)園，距省會南昌市僅60公里，距昌北機場1小時路程，周邊緊靠105國道、昌樟高速公路，交通便利。 盛豐能源是一家專業(yè)從事太陽能級多晶硅研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)，擁有一批長期從事電力及硅材料提純生產(chǎn)的協(xié)作團隊，其具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新物理法太陽能級高純硅生產(chǎn)技術(shù)，將為國內(nèi)太陽能電池制造提供高效高純硅料并大幅降低太陽能電池制造成本，成為有別于西門子法高純硅生產(chǎn)技術(shù)依靠者，以大力提升光伏發(fā)電的競爭力。 江西賽維LDK太陽能高科技有限公司是世界規(guī)模最大的太陽能

50、多晶硅片生產(chǎn)企業(yè)。工廠坐落于江西省新余市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，專注于太陽能多晶硅鑄錠及多晶硅片研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的高新技術(shù)光伏企業(yè)，擁有國際最先進的生產(chǎn)技術(shù)和設備。公司注冊資金11095萬美元，總投資近3億美元。2006年4月份投產(chǎn)， 7月份產(chǎn)能達到100兆瓦，8月份入選“RED HERRING亞洲百強企業(yè)”，10月份產(chǎn)能達到200兆瓦，被國際專業(yè)人士稱為“LDK速度奇跡”。榮獲“2006年中國新材料產(chǎn)業(yè)最具成長性企業(yè)”稱號。 目前公司正致力于發(fā)展成為一個“世界級光伏企業(yè)”。 2007年6月1日，賽維LDK成功在美國紐約證交所上市，成為中國企業(yè)歷史上在美國單一發(fā)行最大的一次IPO；賽維LDK是江西省

51、企業(yè)有史以來第一次在美國上市的企業(yè)，是中國新能源領(lǐng)域最大的一次IPO。 該公司1.5萬噸硅料項目近日已在江西省新余市正式啟動，該項目總固定資產(chǎn)投資120億元以上，預計將成為目前全球太陽能領(lǐng)域單個投資額最多、產(chǎn)能設計規(guī)模最大的項目之一。 據(jù)悉，該項目計劃首期在2008年底前建成投產(chǎn)，形成6000噸太陽能級硅料的年生產(chǎn)能力；2009年項目全部建成投產(chǎn)后，將形成1.5萬噸產(chǎn)能，從而使該公司成為世界主要的太陽能多晶硅原料生產(chǎn)企業(yè)。3.多晶硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展預測 高純多晶硅是電子工業(yè)和太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的基礎原料，在未來的50年里，還不可能有其他材料能夠替代硅材料而成為電子和光伏產(chǎn)業(yè)主要原材料。 隨著信息技術(shù)和太陽

52、能產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，全球?qū)Χ嗑Ч璧男枨笤鲩L迅猛，市場供不應求。世界多晶硅的產(chǎn)量2005年為28750噸，其中半導體級為20250噸，太陽能級為8500噸。半導體級需求量約為19000噸，略有過剩；太陽能級的需求量為15600噸，供不應求。近年來，全球太陽能電池產(chǎn)量快速增加，直接拉動了多晶硅需求的迅猛增長。全球多晶硅由供過于求轉(zhuǎn)向供不應求。受此影響，作為太陽能電池主要原料的多晶硅價格快速上漲。 中國多晶硅工業(yè)起步于20世紀50年代，60年代中期實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，到70年代，生產(chǎn)廠家曾經(jīng)發(fā)展到20多家。但由于工藝技術(shù)落后，環(huán)境污染嚴重，消耗大，成本高等原因，絕大部分企業(yè)虧損而相繼停產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn)。到目前為止，

53、國內(nèi)有多晶硅生產(chǎn)條件的單位有洛陽中硅高科技有限公司、峨嵋半導體材料廠（所）、四川新光硅業(yè)科技有限責任公司、亞洲硅業(yè)（青海）有限公司4家企業(yè)。 中國集成電路和太陽能電池對多晶硅的需求快速增長，2005年集成電路產(chǎn)業(yè)需要電子級多晶硅約1000噸，太陽能電池需要多晶硅約1400噸；到2010年，中國電子級多晶硅年需求量將達到約2000噸，光伏級多晶硅年需求量將達到約4200噸。而中國多晶硅的自主供貨存在著嚴重的缺口，95%以上多晶硅材料需要進口，供應長期受制于人，再加上價格的暴漲，已經(jīng)危及到多晶硅下游眾多企業(yè)的發(fā)展，成為制約中國信息產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題。 由于多晶硅需求量繼續(xù)加大，在市場

54、缺口加大、價格不斷上揚的刺激下，國內(nèi)涌現(xiàn)出一股搭上多晶硅項目的熱潮。多晶硅項目的投資熱潮，可以說是太陽能電池市場迅猛發(fā)展的必然結(jié)果，但中國硅材料產(chǎn)業(yè)一定要慎重發(fā)展，不能一哄而上；關(guān)鍵是要掌握核心技術(shù)，否則將難以擺脫受制于人的局面。 作為高科技產(chǎn)業(yè)，利用硅礦開發(fā)多晶硅，產(chǎn)業(yè)耗能大，電力需求高。目前電價已成為中國大多數(shù)硅礦企業(yè)亟待突破的瓶頸之一。因此中國大力發(fā)展多晶硅產(chǎn)業(yè)，亟需在條件成熟的地方制定電價優(yōu)惠政策，降低成本。 由于需求增加快速，但供給成長有限，多晶硅料源的供應2007年是最嚴重缺乏的一年，到2009年，全世界多晶硅的年需求量將達到6.5萬噸。在未來的3至5年間，也就是在中國的“十二五”

55、期間，將是中國多晶硅產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的黃金時期。4.多晶硅行業(yè)發(fā)展的主要問題 產(chǎn)業(yè)化差距：同國際先進水平相比，國內(nèi)多晶硅生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)業(yè)化方面的差距主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 產(chǎn)能低供需矛盾突出 2005年中國太陽能用單晶硅企業(yè)開工率在2030，半導體用單晶硅企業(yè)開工率在8090，無法實現(xiàn)滿負荷生產(chǎn)，多晶硅技術(shù)和市場仍牢牢掌握在美、日、德國的少數(shù)幾個生產(chǎn)廠商中，嚴重制約我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 生產(chǎn)規(guī)模小競爭力不強 現(xiàn)在公認的最小經(jīng)濟規(guī)模為1000噸/年，最佳經(jīng)濟規(guī)模在2500噸/年，而我國現(xiàn)階段多晶硅生產(chǎn)企業(yè)離此規(guī)模仍有較大的距離。我們潞安高純硅業(yè)科技有限責任公司，一出手就建300T/年，進而發(fā)展為萬噸級的，

56、是有一定的戰(zhàn)略眼光的。 工藝設備落后不先進同類產(chǎn)品物料和電力消耗過大，三廢問題多，與國際水平相比，國內(nèi)多晶硅生產(chǎn)物耗能耗高出1倍以上，產(chǎn)品成本缺乏競爭力。 技術(shù)工藝有待優(yōu)化 千噸級工藝和設備技術(shù)的可靠性、先進性、成熟性以及各子系統(tǒng)的相互匹配性都有待生產(chǎn)運行驗證，并需要進一步完善和改進。 生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力不強 國內(nèi)多晶硅生產(chǎn)企業(yè)基礎研究資金投入太少，尤其是非標設備的研發(fā)制造能力差。使我們對多晶硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展存在一定的擔憂。 盲目重復建設嚴重 一些地方政府和企業(yè)對投資多晶硅項目，存在低水平重復建設的隱憂。 產(chǎn)生大量污染 環(huán)境問題如同安全問題一樣是多晶硅項目建設需要重點考慮的問題。環(huán)境問題解決不好

57、，可使建成的項目變成一個廢廠。5.行業(yè)發(fā)展對策與建議 發(fā)展壯大我國多晶硅產(chǎn)業(yè)的市場條件已經(jīng)基本具備、時機已經(jīng)成熟，國家相關(guān)部門加大對多晶硅產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)，科技創(chuàng)新、工藝完善、項目建設的支持力度，抓住有利時機發(fā)展壯大我國的多晶硅產(chǎn)業(yè)。 支持最具條件的改良西門子法共性技術(shù)的實施，加快突破千噸級多晶硅產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)，形成從材料生產(chǎn)工藝、裝備、自動控制、回收循環(huán)利用的多晶硅產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線，材料性能接近國際同類產(chǎn)品指標；建成節(jié)能、低耗、環(huán)保、循環(huán)、經(jīng)濟的多晶硅材料生產(chǎn)體系，提高我們多晶硅在國際上的競爭力。 依托高校以及研究院所，加強新一代低成本工藝技術(shù)基礎性及前瞻性研究，建立低成本太陽能及多晶硅研究開發(fā)的知

58、識及技術(shù)創(chuàng)新體系，獲得具有自主知識產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)工藝和技術(shù)。 政府主管部門加強宏觀調(diào)控與行業(yè)管理，避免低水平項目的重復投資建設，保證產(chǎn)業(yè)的有序、可持續(xù)發(fā)展 五、工業(yè)硅生產(chǎn)技術(shù) 工業(yè)硅是在單相或三相電爐中冶煉的，絕大多數(shù)容量大于5000kVA的三相電爐使用的是石墨電極或碳素電極，采用連續(xù)法生產(chǎn)方式；也有用自焙電極生產(chǎn)的，但產(chǎn)品質(zhì)量不太理想。 工業(yè)硅是連續(xù)方法冶煉的。從冶煉程序觀點出發(fā)，正確的爐口料面操作是極為重要的，爐口料面的正常操作有如下特征： 沿整個爐口料面冒出均勻的氣體，不存在黑色的燒結(jié)區(qū)域，沒有局部氣體噴出，沿著電極周圍整個電爐中心和電極之間的爐料均勻地下沉，沒有大量塌料和刺火現(xiàn)象； 電極周

59、圍料面錐體正常，電爐中心的爐料比周圍爐料下降快，整個料面冒出黃色火焰； 電極深而穩(wěn)地插入爐料中； 在每次出硅時液態(tài)爐渣經(jīng)常伴隨在硅液中，在除渣后期明亮的黃色火焰通過出硅口噴出來，出硅口容易冒火； 電能消耗是穩(wěn)定的，并且功率表紀錄繪出平滑的曲線； 每小時裝配料時間按照實際電能消耗嚴格精確地進行。 1.生產(chǎn)操作要點 配料：在生產(chǎn)中要首先配好料。各種原料的稱量和均勻過程叫配料。 配料工作的好壞對產(chǎn)品質(zhì)量、原料單耗、產(chǎn)品成本特別重要。配料中有三個重要比例需生產(chǎn)者控制：即還原劑組成的使用比例、計算的原料比例和實際用的配料比例。硅石水洗篩分低灰分煤、石油焦木 塊、木 炭 等稱量配料電爐熔煉煙氣回收工業(yè)硅精

60、煉澆鑄破碎微 硅 粉 圖：工業(yè)硅生產(chǎn)模塊流程 加料搗爐：向爐內(nèi)加料時 ，要注意保持爐膛上部規(guī)定的料面水平。一般是經(jīng)下料管和流槽把電爐料倉的爐料加到爐內(nèi)，或經(jīng)人工鐵鍬把爐料從爐外投到爐內(nèi)。加料時操作人員的主要任務是保證爐膛上部料面處于正常狀態(tài)。其特點是： 電極深而穩(wěn)地插入爐料中； 氣體經(jīng)爐膛上部整個有效表面均勻冒出，沒有暗色燒結(jié)部分，氣體由小孔排出； 爐料沿爐膛上部的整個有效截面下落； 熔體硅液的出爐正常，出爐量與規(guī)定的電能和原料消耗相適應； 電極的電流符合穩(wěn)定。 為保證需要的爐料適時進入反應坩堝，要通過搗爐強制爐料下沉。在實際生產(chǎn)中，加料和搗爐是結(jié)合進行的。早期搗爐用木棒進行，現(xiàn)在已大多使用半