吉利科技 多晶硅(吉利科技50亿投5万吨物理法高纯硅项目)(1)

据湖北日报2月8日发布全省一季度重大项目集中开工消息,一期年产5万吨物理法高纯硅项目,总投资约50亿元的吉利“硅谷”赫然在列。

吉利科技集团长期深耕新能源、新材料等领域,广泛开展分布式光伏等清洁能源业务,同时在铝、锰、硅等新材料领域拥有深厚的技术优势。谷城县探明硅矿储量和品位均居湖北省第一,资源禀赋优良。

早在2021年11月,吉利科技集团有限公司与谷城县举行项目签约仪式,双方将在谷城投资“硅谷”项目,建设专业化硅产业园区。

吉利科技 多晶硅(吉利科技50亿投5万吨物理法高纯硅项目)(2)

谷城县政府网站发布的项目公告


什么物理法提纯?

吉利科技 多晶硅(吉利科技50亿投5万吨物理法高纯硅项目)(3)

硅是一种IVA主族元素,属半金属性质,所以提纯硅物理法与金属的提纯法大体相同。

物理法提纯硅的方法有区域熔炼提纯法、偏析提纯法、真空熔炼提纯法、真空蒸馏提纯法。

区域熔炼提纯法指根据液体混合物在冷凝结晶过程中组分重新分布的原理,通过多次炼融合凝固,制备高纯度的(可达99.999%)金属、半导体材料合有机化合物的一种提纯方法,属于热质传递过程。此法是由W.G范在1952年提出,最初应用于高纯度锗的生产。

区域熔炼提纯法的工艺原理:区域熔炼的典型方法是将被提纯的材料制成长度为0.5-3m(或更长些)的细棒,通过高频感应加热,使一小段固体炼融成业态,炼融区液相温度仅比固体材料的熔点高几度,稍加冷却就会析出固相。炼融区沿轴向缓缓移动(每小时几至十几厘米)。杂质的存在一般会降低纯物质的熔点,所以炼融区内含有杂质的部分较难凝固,而纯度较高的部分较易凝固,因而析出固相的纯度高于液相。随着炼融区向前移动,杂质也随着移动,最后富集于棒的一段,予以切除。一次区域熔炼往往不能满足要求的纯度,通常须经多次重复操作,或在i一次操作中沿细棒的长度依次形成几个炼融区。

优点:区域熔炼设备简单,产品纯度高,操作可以自动化。

缺点:生产效率低。如今,区域熔炼提纯法已经被广泛应用于制备铝、镓、锑、铜、铁、银等高纯金属材料制备。

偏析提纯法。偏析提纯法是利用物质熔体在凝固过程中,杂质质量最低的部分最先凝固,杂质含量高的部分后凝固的这种偏析现象,从而达到去除杂志提纯物质的目的。

偏析提纯法包括分布结晶法和单向凝固法。分步结晶法的提纯效率较高。单向凝固法所采用的设备简单,操作也不复杂。但偏析提纯法的精度不高,一般适用于粗提纯。

真空熔炼提纯法。真空熔炼提纯法是利用在高真空的熔融状态下,主体物质与杂质之间存在蒸气压差,各种杂质与主物质将重新实现气-液平衡,从而去除高蒸汽压的杂质,达到提纯除杂的目的。

杂质与主体物质实现气-液平衡取决于熔炼时间,而熔炼时间由杂质熔体向界面扩散、杂质由熔体表面蒸发、容器内杂志向熔体反扩散三个元素决定。一般时间越长越好,但此时主体物质的损失也将越大。

真空蒸馏提纯法。真空蒸馏提纯法是利用主体物质和杂质间饱和蒸汽压和挥发速度的差别,在挥发和冷凝过程中将杂质除去,达到提纯的目的。

在真空蒸馏提纯法中,蒸发温度和冷凝温度是对提纯效果影响最大的两个因素。


高纯硅项目发展十六年,你方唱罢我登场!

吉利科技 多晶硅(吉利科技50亿投5万吨物理法高纯硅项目)(4)

早在2006年10月,由中国南玻集团总投资60亿元的国内最大规模硅材料项目,在宜昌开发区猇亭园区奠基。项目一期目标为年产1500吨高纯多晶硅,该项目为湖北省“十一五”三大重点项目之一。

2008年10月,有媒体报道,由荆州宝利多晶硅有限公司投资30亿元、年产5000吨高纯多晶硅项目即将落户湖北荆州。荆州宝利多晶硅有限公司由锦州引兑鑫硅材料有限公司、湖北菲利华石英玻璃股份有限公司、北京保力合众科技有限公司、荆州市华翔化工有限公司合资成立。

而后在2009年3月25日,由抚顺卓伦机材实业有限公司与美国PPP公司、日本环境经济公司签约高纯多晶硅项目。该项目利用外资规模大,总投资为12亿美元,开全市利用外资规模之先河。

据《宁波日报》2010年10月发布的消息,全国首个物理法制备高纯多晶硅项目日前在宁波宁海签约。该项目投资9000万美元,注册资本3000万美元,预计年产量4000吨,销售额16亿元。据了解,用于光伏发电的多晶硅制造工艺分为化学法与物理法两大类,目前国内厂家大都采用化学法改良的西门子法,能耗和污染较大,已受到国家的限制。而此次签约项目所采用的物理法制程又称为冶金法,成本低廉,节能环保。

随后,2011年11月,山西纳克太阳能科技有限公司已实现利用物理法冶炼提纯的高纯度多晶硅。山西纳克太阳能科技有限公司召开新闻发布会,宣布其物理法冶炼提取高纯度多晶硅技术成功投产,产品经多家权威机构认证,纯度达到99.9999%以上,太阳能转换率达16.5%-17.5%。

2015年12月19日,晋能清洁能源所属光伏工程公司物理法提纯太阳能高纯硅研发项目第一炉精密冶金物理法硅料正式出炉。晋能清洁能源公司组织技术团队总结、借鉴原有的试验、研发经验,在原有设备基础上,通过自主设计、开发、实验、试产等工作,首次提纯实验成功。

吉利科技 多晶硅(吉利科技50亿投5万吨物理法高纯硅项目)(5)

时至今日,高纯硅项目技术已趋于成熟。近两年来,多个上市公司开启高纯多晶硅项目的扩产潮。

2021年6月8日,石嘴山市政府与江苏润阳新能源科技股份有限公司签订投资协议。江苏润阳将在石嘴山市投资130亿元,建设年产10万吨的高纯多晶硅项目和年产5GW的高效电池项目,预计项目建成后可实现年产值210亿元,新增就业约3000人。

2021年8月29日,总投资110亿元的三晋硅业万吨级高纯多晶硅项目在黎城县开工。黎城县积极与国内外的高端客商对接,引进了青岛国际置业投资有限公司与亚洲硅业等国内的大型企业集团,共同开发三晋光伏产业园。该园区的主体工程——万吨级高纯多晶硅项目,规划总产能30000吨,总投资110亿元,采用技术处于国内领先、国际一流。

2022年1月3日,大全能源发布增资公告,拟向全资子公司内蒙古大全新能源有限公司增资99.99亿元,用于包头市一期项目 “10万吨/年高纯多晶硅 1000吨/年半导体多晶硅” 的投资建设和运营,并根据项目后续进展情况完成出资。

2022年2月15日,合盛硅业宣布公司全资子公司新疆中部合盛硅业有限公司投资175亿元,建设“新疆中部合盛硅业有限公司硅基新材料产业一体化项目(年产20万吨高纯多晶硅项目)。

2022年3月15日,特变电工拟170亿元投高纯多晶硅项目。该项目总投资170 亿元,分两期建设,一期投资88 亿元,占地1106 亩,建设10 万吨电子级多晶硅生产线;二期投资 82 亿元,占地 823 亩,建设年产 10万吨电子级多晶硅和1000 吨芯片用多晶硅生产线。建设年限为2021—2022 年,2021 年计划投资35 亿元,为企业投资项目。

同日,中来股份发布公告,拟在山西省古交市投资年产20万吨工业硅及年产10万吨高纯多晶硅项目,项目拟按照“整体规划、分期实施”的方式建设,第一期拟投建年产20万吨工业硅及年产1万吨高纯多晶硅项目,第二期拟投建年产9万吨多晶硅项目,投资总金额预计为人民币140亿元。

新一轮的高纯多晶硅扩产潮还在继续!

,