硅在地球上广泛存在，占地壳总质量的1/4以上。硅作为材料领域的重要产业，是我国电子材料和高新技术材料发展的基础，因此被称为“工业味精”、“半导体之王”、“光伏产业的火车头”，可以说没有硅就没有今天的高科技产业。工业硅又称金属硅、结晶硅，是硅铝合金、有机硅、多晶硅、单晶硅、光伏产业上游最基础的原材料，其应用已经渗透到国家的经济建设、国防军工，以及日用民生、新能源、电子通讯等各个行业中，是现代工业尤其是高科技产业必不可少的原材料。
从硅石到工业硅，这其貌不扬的石头究竟经历了怎样的蜕变，才浴火重生为重要的工业宝藏呢？
工业硅生产的三大原料：
·优质硅石矿；
·碳质还原剂——木炭、精煤或石油焦等；
·疏松剂——木片、木块、玉米芯、松子球、椰子壳等。
工业硅生产的反应器——矿热炉。
工业硅生产的过程——电热化学反应过程。
具体来说，工业硅的生产是将硅石矿、还原剂、疏松剂等炉料，由原料处理系统送到电炉车间的合格料堆场（库）。根据生产要求，按照确定的炉料配比，通过配料站将称量准确的炉料由输送设施送达电炉车间炉顶料仓（或操作平台的贮料仓），根据炉况将炉料通过加料管（或炉口加料车）加入炉膛内。炉口操作人员适时进行透气、捣炉、沉料、加料、推料等操作，使电炉内炉料具有良好的透气性、合适的熔池电阻及足够高的炉膛温度，以保持炉况顺行和电炉的生产正常。工业硅生产过程是连续的，出炉是间断的（国外大型炉生产出炉也有连续的），熔硅进入硅水包进行精炼，降低工业硅中铝、钙等杂质，工业硅熔体的成分进一步得到纯化，经扒渣后，再注入锭模中铸成锭块，硅锭冷却脱模后进行破碎、取样、化验、分级、包装、称量、入库。
自2000年以来，随着科技和生产的快速发展，工业硅的需求量高速增长。我国工业硅的出口量逐年增加，不断刷新纪录。由于我国南方水电资源丰富，前些年南方是工业硅主产地。而近年来，随着新疆大电炉时代的兴起，新建企业的增多，工业硅主产地转变为新疆、云南、四川、福建、青海、甘肃等地。截至2019年，我国工业硅年产能为482万吨，年产量为220万吨。新疆为我国工业硅产量第一的省份，2019年产量达97万吨，云南、四川产量位列第二和第三，三省（区）总产量达到170万吨。
我国发展工业硅行业具有得天独厚的优势：
·所有原材料不需要进口。我国锰矿、铬矿、镍矿主要依靠进口，没有任何优势，但对硅系行业而言，所需原材料硅石、煤炭等国内储量丰富，完全能够满足生产所需。
·工艺路线成熟，技术经济指标先进。我国工业硅行业是伴随工业发展起来的，装备水平有了较大的提升，配套设施更加完善，在节能降耗、烟气污染综合治理、烟气余热利用、降低综合能耗方面迈上了新台阶，工艺技术趋于成熟，技术经济指标达到先进水平。
·与有渣法品种相比，对环境污染相对较小。工业硅生产采用电炉法冶炼，属于无渣法生产，对环境污染相对较小。
我国工业硅生产未来的发展方向有：
（1）新增产能布局正在发生转移。新进入工业硅行业的资本正在向环境容量相对较大，人力资源成本相对较低，劳动力资源相对富裕，电价相对较低，能源资源丰富的地区布局和扩大。
（2）企业规模进一步扩大，工业硅产能集中度有望得到进一步提高。随着落后产能的淘汰和产业结构的调整，中国大型工业硅生产企业几乎都有进一步扩大生产规模的趋势。随着国家环保政策的不断加强，小型电炉将逐步淘汰出局，各地引企入园，工业硅产业集中度将进一步得到提高。
（3）行业技术进步和创新助推工业硅电炉向大型化、自动化和余热综合利用方面发展。为进一步挖掘节能减排潜力，降低工业硅能耗，提高劳动生产率，提升企业竞争力，未来有实力的大型工业硅企业将电炉大型化和配套余热利用发电设施作为企业发展壮大的必选项。
（4）重视产业链建设。工业硅企业将积极与电力企业合作，或煤电冶一体化、水电硅一体化，循环经济产业链不断深化，努力建设互利共赢的利益共同体，并向下游有机硅、多晶硅发展。
我国依托资源能源优势，占据全球工业硅生产总量的70%，但依然处于粗放式发展阶段，行业发展主要依赖于资源能源的大量消耗和国内外市场的需求增长。工业硅生产企业应控制重复建设、控制行业总量、提升装备水平、调整产品结构、降低排放消耗，实现集约低碳、绿色、可持续发展，真正把我国建设成为硅材料生产、研发、应用和贸易中心。
为充分反映21世纪现代中国工业硅生产与管理的特色，《工业硅生产实用技术手册》应运而生。本书全面介绍了硅及工业硅的基本性质、用途、标准以及工业硅行业的现状及发展趋势；详细阐述了工业硅生产的基本原理、原料、设备、操作、精炼、设计及辅助设备；介绍了工业硅生产的环保与节能技术，包括除尘及脱硫脱硝、烟气余热利用、副产品（微硅粉）的利用；介绍了工业硅生产的劳动、卫生、安全、清洁生产及质量检验、工厂设计、技术经济分析等。
本书具有“全、新、精”的特点：
“全”是指内容全面，包括国内外有关工业硅的用途、标准、原理、原料、工艺、设计、设备、节能、环保、管理等内容。
“新”是指荟萃了当代国内外工业硅生产与技术管理的新理念、新理论、新工艺和新装备。
“精”是指篇章精当、语言精准、文字精炼，理论紧密联系实际，实用性和可操作性强。
本书上市后即受到广大从事工业硅生产、设计、科研及教学工作者的欢迎，它可以帮助各界读者从中吸取全面系统的工业硅生产知识，以促进工业硅生产技术进步，为工业硅行业的繁荣与发展作出贡献。
书号：978-7-5024-8899-4
书名：工业硅炉外吹气与造渣精炼提纯新技术
作者：伍继君，马文会，魏奎先
简介：
本书全面介绍了工业硅在炉外抬包吹气与造渣精炼方面的新技术、新方法及其原理与应用结果，并且具体介绍了当前工业硅的生产技术和炉外精炼技术。重点介绍了吹气精炼、造渣精炼、氯化物熔盐精炼以及吹气-造渣联合精炼提纯工业硅的新方法与新技术，从精炼提纯的基本原理、反应热力学与反应动力学角度论述了工业硅炉外抬包吹气与造渣精炼去除杂质，特别是杂质硼的优势以及研究进展。
书号：978-7-5024-8522-1
书名：太阳能级多晶硅合金化精炼提纯技术
作者：罗学涛，刘应宽，黄柳青
简介：
本书全面介绍了合金精炼法在制备太阳能级多晶硅领域中的应用，介绍了当前冶金法制备太阳能级多晶硅的技术进展和相关理论，阐明了合金精炼法通过形成合金相改变硅中硼、磷等关键杂质分凝系数的基本原理，从冶金热力学、动力学角度论述了合金精炼与造渣精炼、酸洗等组合工艺的除杂优势及杂质迁移机理。
书号：978-7-5024-6810-1
书名：工业硅及硅铁生产
作者：谢刚，包崇军，李宗有
简介：
本书以工业硅、硅铁生产为主，分两个部分系统介绍我国工业硅和硅铁生产的工艺、装备、技术指标、环保治理等。编写内容突出理论和实践的结合，把近年来该领域技术创新取得的成果以及应用情况认真加以总结。在工业硅生产部分，介绍了工业硅的性质、工艺原理、生产原料、操作参数、炉外精炼、生产设备、环境保护及未来发展趋势；在硅铁生产部分，介绍了硅铁的性质、生产原理、原料情况、物料平衡计算、工艺操作、生产设备、环境保护等。
▲ 《世界金属导报》16期 封3
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