多晶硅副产物的处理措施 有关多晶硅污染的报道,主要集中在四氯化硅的处理上。美国媒体发出“四氯化硅倒在地里会寸草不生”的言论。可实际上,四氯化硅既是多晶硅生产的主要副产物,也是多晶硅生产原料的主要来源之一。近几年,随着四氯化硅冷氢化等技术研发与推广,实现了将多晶硅生产过程中产生的95%的副产物四氯化硅氢化转化为三氯氢硅原料,剩余约5%含杂质四氯化硅经提纯后用于生产气相白炭黑或其他有机硅产品,真正做到物料闭式循环利用,既有效解决了副产物处理难题,也降低了生产成本,消除了四氯化硅的污染隐患。
多晶硅“三废”处理措施 事实上,多晶硅生产的“三废”成分简单,处理容易。多晶硅还原尾气主要含有氢气、氯化氢、三氯氢硅、四氯化硅等成分;废水为废气淋洗水、纯水制备排水等, 含盐酸,呈酸性;废渣为硅粉、二氧化硅、石灰石渣等,无害、不溶,属一般固体废物。
通过用水或碱性水对废气进行淋洗,利用氯硅烷极易水解和酸碱中和的原理,将废气中的主要成分水解成二氧化硅和盐酸,盐酸与碱反应形成中性水,进一步处理后达标排放;二氧化硅通过压滤固化后运至政府指定垃圾场或填坑铺路。
氢化技术取得突破是形成多晶硅生产过程物料封闭循环的基础,现在国内大部分千吨级规模的工厂都有“尾气干法回收”系统,环境影响评价和监测系统完善,不存在“高排放”。
多晶硅生产工艺比较分析
目前,国际流行且可量产的多晶硅生产工艺主要分为两类,即改良西门子法和硅烷法,改良西门子法因其应用基础广泛,在本轮多晶硅产能扩张中占据了主要地位。近年来,全行业遇到困境之时,国内部分企业纷纷将目光转向更加陌生的硅烷法多晶硅生产工艺,西门子法或硅烷法究竟孰优孰劣?
历史起源 1955年,德国西门子开发出以氢气还原高纯度三氯氢硅,在加热到1100℃左右的硅芯上沉积多晶硅的生产工艺;1957年,这种多晶硅生产工艺开始应用于工业化生产,被称为“西门子法”。此后,各企业根据自己的特点,对西门子法进行改良,形成了各自的改良西门子工艺。
硅烷法制造多晶硅也是一种化学方法,核心工艺是利用高纯度硅烷在反应器中热分解为高纯度硅,可生产棒状和粒状两种形态产品。目前,美国MEMC公司和挪威REC公司采用硅烷法生产多晶硅。
历史表现 近年来多晶硅不同方法生产的产量与份额见表4:由表4可看出,硅烷法多晶硅产量份额在11%左右。自2007年开始,中国共4家企业开展硅烷法多晶硅技术引进、研发和产业化,投资最多的是23亿元,年产3000吨多晶硅,至今没有产品上市。