據湖北日報2月8日發布全省一季度重大項目集中開工消息,一期年産5萬噸物理法高純矽項目,總投資約50億元的吉利“矽谷”赫然在列。
吉利科技集團長期深耕新能源、新材料等領域,廣泛開展分布式光伏等清潔能源業務,同時在鋁、錳、矽等新材料領域擁有深厚的技術優勢。谷城縣探明矽礦儲量和品位均居湖北省第一,資源禀賦優良。
早在2021年11月,吉利科技集團有限公司與谷城縣舉行項目簽約儀式,雙方将在谷城投資“矽谷”項目,建設專業化矽産業園區。
谷城縣政府網站發布的項目公告
什麼物理法提純?
矽是一種IVA主族元素,屬半金屬性質,所以提純矽物理法與金屬的提純法大體相同。
物理法提純矽的方法有區域熔煉提純法、偏析提純法、真空熔煉提純法、真空蒸餾提純法。
區域熔煉提純法指根據液體混合物在冷凝結晶過程中組分重新分布的原理,通過多次煉融合凝固,制備高純度的(可達99.999%)金屬、半導體材料合有機化合物的一種提純方法,屬于熱質傳遞過程。此法是由W.G範在1952年提出,最初應用于高純度鍺的生産。
區域熔煉提純法的工藝原理:區域熔煉的典型方法是将被提純的材料制成長度為0.5-3m(或更長些)的細棒,通過高頻感應加熱,使一小段固體煉融成業态,煉融區液相溫度僅比固體材料的熔點高幾度,稍加冷卻就會析出固相。煉融區沿軸向緩緩移動(每小時幾至十幾厘米)。雜質的存在一般會降低純物質的熔點,所以煉融區内含有雜質的部分較難凝固,而純度較高的部分較易凝固,因而析出固相的純度高于液相。随着煉融區向前移動,雜質也随着移動,最後富集于棒的一段,予以切除。一次區域熔煉往往不能滿足要求的純度,通常須經多次重複操作,或在i一次操作中沿細棒的長度依次形成幾個煉融區。
優點:區域熔煉設備簡單,産品純度高,操作可以自動化。
缺點:生産效率低。如今,區域熔煉提純法已經被廣泛應用于制備鋁、镓、銻、銅、鐵、銀等高純金屬材料制備。
偏析提純法。偏析提純法是利用物質熔體在凝固過程中,雜質質量最低的部分最先凝固,雜質含量高的部分後凝固的這種偏析現象,從而達到去除雜志提純物質的目的。
偏析提純法包括分布結晶法和單向凝固法。分步結晶法的提純效率較高。單向凝固法所采用的設備簡單,操作也不複雜。但偏析提純法的精度不高,一般适用于粗提純。
真空熔煉提純法。真空熔煉提純法是利用在高真空的熔融狀态下,主體物質與雜質之間存在蒸氣壓差,各種雜質與主物質将重新實現氣-液平衡,從而去除高蒸汽壓的雜質,達到提純除雜的目的。
雜質與主體物質實現氣-液平衡取決于熔煉時間,而熔煉時間由雜質熔體向界面擴散、雜質由熔體表面蒸發、容器内雜志向熔體反擴散三個元素決定。一般時間越長越好,但此時主體物質的損失也将越大。
真空蒸餾提純法。真空蒸餾提純法是利用主體物質和雜質間飽和蒸汽壓和揮發速度的差别,在揮發和冷凝過程中将雜質除去,達到提純的目的。
在真空蒸餾提純法中,蒸發溫度和冷凝溫度是對提純效果影響最大的兩個因素。
高純矽項目發展十六年,你方唱罷我登場!
早在2006年10月,由中國南玻集團總投資60億元的國内最大規模矽材料項目,在宜昌開發區猇亭園區奠基。項目一期目标為年産1500噸高純多晶矽,該項目為湖北省“十一五”三大重點項目之一。
2008年10月,有媒體報道,由荊州寶利多晶矽有限公司投資30億元、年産5000噸高純多晶矽項目即将落戶湖北荊州。荊州寶利多晶矽有限公司由錦州引兌鑫矽材料有限公司、湖北菲利華石英玻璃股份有限公司、北京保力合衆科技有限公司、荊州市華翔化工有限公司合資成立。
而後在2009年3月25日,由撫順卓倫機材實業有限公司與美國PPP公司、日本環境經濟公司簽約高純多晶矽項目。該項目利用外資規模大,總投資為12億美元,開全市利用外資規模之先河。
據《甯波日報》2010年10月發布的消息,全國首個物理法制備高純多晶矽項目日前在甯波甯海簽約。該項目投資9000萬美元,注冊資本3000萬美元,預計年産量4000噸,銷售額16億元。據了解,用于光伏發電的多晶矽制造工藝分為化學法與物理法兩大類,目前國内廠家大都采用化學法改良的西門子法,能耗和污染較大,已受到國家的限制。而此次簽約項目所采用的物理法制程又稱為冶金法,成本低廉,節能環保。
随後,2011年11月,山西納克太陽能科技有限公司已實現利用物理法冶煉提純的高純度多晶矽。山西納克太陽能科技有限公司召開新聞發布會,宣布其物理法冶煉提取高純度多晶矽技術成功投産,産品經多家權威機構認證,純度達到99.9999%以上,太陽能轉換率達16.5%-17.5%。
2015年12月19日,晉能清潔能源所屬光伏工程公司物理法提純太陽能高純矽研發項目第一爐精密冶金物理法矽料正式出爐。晉能清潔能源公司組織技術團隊總結、借鑒原有的試驗、研發經驗,在原有設備基礎上,通過自主設計、開發、實驗、試産等工作,首次提純實驗成功。
時至今日,高純矽項目技術已趨于成熟。近兩年來,多個上市公司開啟高純多晶矽項目的擴産潮。
2021年6月8日,石嘴山市政府與江蘇潤陽新能源科技股份有限公司簽訂投資協議。江蘇潤陽将在石嘴山市投資130億元,建設年産10萬噸的高純多晶矽項目和年産5GW的高效電池項目,預計項目建成後可實現年産值210億元,新增就業約3000人。
2021年8月29日,總投資110億元的三晉矽業萬噸級高純多晶矽項目在黎城縣開工。黎城縣積極與國内外的高端客商對接,引進了青島國際置業投資有限公司與亞洲矽業等國内的大型企業集團,共同開發三晉光伏産業園。該園區的主體工程——萬噸級高純多晶矽項目,規劃總産能30000噸,總投資110億元,采用技術處于國内領先、國際一流。
2022年1月3日,大全能源發布增資公告,拟向全資子公司内蒙古大全新能源有限公司增資99.99億元,用于包頭市一期項目 “10萬噸/年高純多晶矽 1000噸/年半導體多晶矽” 的投資建設和運營,并根據項目後續進展情況完成出資。
2022年2月15日,合盛矽業宣布公司全資子公司新疆中部合盛矽業有限公司投資175億元,建設“新疆中部合盛矽業有限公司矽基新材料産業一體化項目(年産20萬噸高純多晶矽項目)。
2022年3月15日,特變電工拟170億元投高純多晶矽項目。該項目總投資170 億元,分兩期建設,一期投資88 億元,占地1106 畝,建設10 萬噸電子級多晶矽生産線;二期投資 82 億元,占地 823 畝,建設年産 10萬噸電子級多晶矽和1000 噸芯片用多晶矽生産線。建設年限為2021—2022 年,2021 年計劃投資35 億元,為企業投資項目。
同日,中來股份發布公告,拟在山西省古交市投資年産20萬噸工業矽及年産10萬噸高純多晶矽項目,項目拟按照“整體規劃、分期實施”的方式建設,第一期拟投建年産20萬噸工業矽及年産1萬噸高純多晶矽項目,第二期拟投建年産9萬噸多晶矽項目,投資總金額預計為人民币140億元。
新一輪的高純多晶矽擴産潮還在繼續!
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