工业硅，基础知识早知道！

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工业硅，基础知识早知道！

发布时间：2022-12-6 09:40阅读：500

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广州期货交易所成立于2021年4月19日，是我国第五家期货交易所，广期所官网经过一周年的筹备，最终于2022年4月19日正式上线，首露庐山真面目。

据广期所官网介绍，2021年5月，广期所两年期品种计划获中国证监会批准，明确将16个期货品种交由广期所研发上市，包括碳排放权、电力等事关国民经济基础领域和能源价格改革的重大战略品种，中证商品指数、能源化工、饲料养殖、钢厂利润等商品指数类创新型品种，工业硅、多晶硅、锂、稀土、铂、钯等与绿色低碳发展密切相关的产业特色品种，咖啡、高粱、籼米等具有粤港澳大湾区与“一带一路”特点的区域特色品种，以及国际市场产品互挂类品种。

今天，让我们先来看看工业硅。

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工业硅的基本知识

硅（Silicon），是一种化学元素，化学符号是Si，旧称矽。有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上第三周期，IVA族的类金属元素。硅是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧（49.4%）。硅有明显的非金属特性，可以溶于碱金属氢氧化物溶液中，产生（偏）硅酸盐和氢气。同时硅的化学性质比较稳定，常温下很难与其他物质发生反应；硅晶体中没有明显的自由电子，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，具有半导体性质。

工业上在电弧炉中还原硅石可得到工业硅。工业硅又称准金属硅，是本世纪六十年代中期出现的一个商品名称。金属硅是由硅石和碳质还原剂在矿热炉内冶炼成的产品，主成分硅元素的含量在98%左右（近年来，含Si量99.99%的也列在金属硅内），其余杂质为铁、铝、钙等。因其用途不同而划分为多种规格，按照准金属硅中铁、铝、钙的含量，可把准金属硅分为553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同的牌号。根据硅元素与其他元素含量不同，又可以分为：准金属硅、硅铁、硅锰、硅铝、硅钙、硅钡、硅铬、镁硅、锗硅、硅钴、锌硅、硅钛铁、镍硅、铜硅等合金品种。

工业硅的生产制备

工业上生产硅是在电弧炉中还原硅石（SiO2含量大于99%）得到粗硅。原料主要有硅石和碳质还原剂。由于对工业硅中铝、钙、铁含量限制严格，对原料的要求也特别严格。硅石一般要求SiO2>99.0%，Al2O3<0.3%，Fe2O3<0.15%，CaO<0.2%，MgO<0.15%；粒度为15～80mm。碳质还原剂一般要求固定碳高，灰分低，化学活性好。通常采用低灰分的石油焦或沥青焦作还原剂。由于这两种焦炭电阻率小，反应能力差，因而必须配用灰分低，电阻率大和反应能力强的木炭（或木块）代替部分石油焦。为使炉料烧结，还应配入部分低灰分烟煤。必须指出，过多或全部用木炭，不但会提高产品成本，而且还会使炉况紊乱，如因料面烧结差而引起刺火塌料、难以形成高温反应区、炉底易开成SiC层、出铁困难等。

工业制硅化学方程式：

2C + SiO2 = 2CO + Si（得到粗硅）

Si + 2Cl2 = SiCl4

2H2 + SiCl4 = Si + 4HCl（得到精硅）

高纯的半导体硅可在1200℃的热硅棒上用氢气还原高纯的三氯氢硅SiHCl3或SiCl4制得。超纯的单晶硅可通过直拉法或区域熔炼法等制备。

实验室里可用镁粉在赤热下还原粉状二氧化硅，用稀酸洗去生成的氧化镁和镁粉，再用氢氟酸洗去未作用的二氧化硅，即得单质硅。这种方法制得的都是不够纯净的无定形硅，为棕黑色粉末。

根据数据显示，2012-2018年全球工业硅的产量呈现增长趋势，到2018年全球工业硅产量增长至352万吨，主要是受到需求的推动。2019年，受下游行业需求降低、硅价下降影响，全球工业硅产量出现了下跌的情况。2020年全球工业硅总产量为303万吨，同比下降5.9%，主要是受疫情影响，海外工业硅企业生产受到较大影响。2021年受欧美经济复苏全球工业硅总产量增长至377万吨。

（2）中国工业硅的供需格局

全球主要工业硅生产国为中国、巴西、美国、挪威、法国等国，根据数据统计，2021年全球工业硅产能662万吨，中国工业硅产能498万吨，占全球产能的75%，中国产能的边际变化将显著影响全球工业硅产能格局。2021年全球工业硅总产量为377万吨,其中中国产量达291万吨，占比达77%。由于中国具备低成本资源优势，使得工业硅的产能与产量都主要集中在中国。巴西工业硅产量占比达7.3%，位列全球第二位；再次是挪威，产量占比达6.6%，位列全球第三位。美国占比4.3%，位列全球第四位。

2020年中国工业硅产量主要省份有云南、新疆、四川等，其中新疆地区工业硅产量为88万吨，占中国产量的41.9%。因为工业硅的生产资源能源依赖性强，我国工业硅产能主要分布在电力资源充沛的西北、西南地区，依托于丰富的煤电、水电资源，主要分布在新疆、云南、四川等地。2021年新疆是我国工业硅第一大产区，产量占全国总产量的44%。云南、四川两省供应占比分列二、三位，2021年两省工业硅产量占全国总产量比分别达到18%和17%。前三大产区供应占比合计达79%，剩余产量零散分布在内蒙古、甘肃、福建、重庆、湖南、贵州、广西、黑龙江等地。

工业硅价格的影响因素

影响工业硅价格的主要因素有：

（1）宏观经济运行与周期；

（2）行业景气周期；

（3）产能与产量供给；

（4）消费与需求；

（5）国内外进出口；

（6）库存情况；

（7）原材料、电力等成本因素等。

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