4月19日  多晶硅因用于新能源光伏產(chǎn)業(yè)而名聲大噪。它曾經(jīng)創(chuàng)造的財富神話更是吸引了大量企業(yè)紛紛上馬多晶硅項目。然而面對副產(chǎn)物四氯化硅的處理難題，多晶硅企業(yè)正騎虎難下：不處理的話會嚴(yán)重污染環(huán)境，而且因資源浪費生產(chǎn)成本也會增加；處理的話暫時又沒有令人滿意的穩(wěn)定可靠的技術(shù)作支撐。
　　四氯化硅到底能否被資源化利用？目前的困難究竟是“攔路虎”還是“紙老虎”？利用2010年四氯化硅資源化技術(shù)研討會的機會，CCIN記者進行了深入采訪。

　　副產(chǎn)品成了企業(yè)命門
　　四川新光硅業(yè)科技有限責(zé)任公司總經(jīng)理陳紹章說：“目前制約中國多晶硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸是副產(chǎn)物四氯化硅的處理問題。每生產(chǎn)1千克多晶硅將產(chǎn)生10～15千克四氯化硅，一個1000噸/年的多晶硅廠每年副產(chǎn)的四氯化硅將達到1萬～1.5萬噸。中國多晶硅產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，預(yù)計今年產(chǎn)量將達到4萬噸。副產(chǎn)的四氯化硅就將達40萬～60萬噸，數(shù)量巨大。如果僅僅將這些四氯化硅經(jīng)簡單水解處理甚至直接排放，將會對環(huán)境保護造成巨大的壓力，同時也大大增加了原料硅粉和液氯的消耗，多晶硅企業(yè)的生產(chǎn)成本將沒有競爭力。”
　　據(jù)了解，一些多晶硅生產(chǎn)企業(yè)甚至?xí)迅碑a(chǎn)品四氯化硅倒貼運費送給下游企業(yè)。為什么四氯化硅出現(xiàn)了白送的情況？成都蜀菱科技發(fā)展有限公司技術(shù)總裁沈祖祥接受CCIN記者采訪時說：“目前多晶硅企業(yè)主要關(guān)注的是如何投產(chǎn)和達產(chǎn)，能生產(chǎn)出來多晶硅就好，尚無暇顧及副產(chǎn)物的利用問題。前幾年，為了盡快上馬搶占市場，中國多晶硅企業(yè)紛紛從國外引進成套裝備。殊不知多晶硅生產(chǎn)是個十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括合成、氫化、還原、分離等諸多環(huán)節(jié)，所以引進裝備可以說是‘八國聯(lián)軍’牌。比如合成爐進口俄羅斯的，還原爐進口德國的，尾氣回收裝置進口美國的。要把這個復(fù)雜的系統(tǒng)開起來，產(chǎn)出多晶硅本身就是個嚴(yán)峻的考驗。至于副產(chǎn)物利用就更是無暇顧及。”
　　但現(xiàn)在市場變了。會上多位企業(yè)家也向CCIN記者反映，現(xiàn)在多晶硅市場售價跌去一大半，四氯化硅白送的成本壓力太大了。如何將四氯化硅資源化利用成為企業(yè)能否生存的關(guān)鍵。目前很多規(guī)模較小的多晶硅企業(yè)已經(jīng)因為扛不住成本壓力而紛紛下馬。
　　四氯化硅到底可以怎樣被利用呢？大陸產(chǎn)業(yè)投資集團副總裁岳菡因為上馬多晶硅項目，曾多次到國外考察和參觀。他告訴CCIN記者，美國多晶硅工廠所有副產(chǎn)物，包括四氯化硅的銷售都不存在瓶頸問題，根本不會像國內(nèi)的一些多晶硅工廠還要倒貼錢把四氯化硅處理掉。美國多晶硅企業(yè)認(rèn)為，年產(chǎn)量達1000噸的工廠，四氯化硅就應(yīng)當(dāng)就地轉(zhuǎn)化為三氯氫硅回用到系統(tǒng)中，不能作為副產(chǎn)物對外銷售；年產(chǎn)量達3000噸的多晶硅工廠，就應(yīng)當(dāng)對廢棄的氯硅烷采用回收工藝；年產(chǎn)量達10000噸的多晶硅工廠，金屬硅就應(yīng)當(dāng)就地生產(chǎn)。這主要是考慮了安全和運輸成本兩個因素。

　　理論上已有解決辦法
　　陳紹章說，實際上，國際上對四氯化硅綜合利用早有辦法，主要有廠內(nèi)廠外兩個方向：一是將副產(chǎn)物四氯化硅轉(zhuǎn)化為多晶硅的原料三氯氫硅，進而返回生產(chǎn)系統(tǒng)直接生產(chǎn)多晶硅，實現(xiàn)生產(chǎn)線的閉路循環(huán)；一是利用四氯化硅作為原材料生產(chǎn)其他化工產(chǎn)品，如白炭黑、硅酸乙酯及有機硅產(chǎn)品等，實現(xiàn)多晶硅生產(chǎn)廠外的綜合利用。
　　在廠內(nèi)閉路循環(huán)方面，需要采用氫化技術(shù)將四氯化硅轉(zhuǎn)化成三氯氫硅。具體來講，在這個過程中可供選擇的技術(shù)包括熱氫化技術(shù)、冷氫化技術(shù)、等離子體氫化技術(shù)、鋅還原技術(shù)等。
　　熱氫化技術(shù)是指四氯化硅與氫氣在1200℃以上的溫度下直接反應(yīng)生成三氯氫硅和氯化氫。該技術(shù)必須輔以氣體分離裝置和三氯氫硅合成裝置以分離反應(yīng)產(chǎn)物和處理氯化氫。熱氫化方法的整個反應(yīng)屬于氣相反應(yīng)，對設(shè)備沒有磨損，轉(zhuǎn)化的三氯氫硅純度高，容易實現(xiàn)整個過程的計算機自動控制。既可實現(xiàn)系統(tǒng)的長周期連續(xù)穩(wěn)定安全運行，又能保證生成的三氯氫硅質(zhì)量。陳紹章介紹說，目前新光硅業(yè)公司熱氫化技術(shù)已取得工業(yè)化突破，該公司承擔(dān)的“十一五”國家科技支撐計劃——大型四氯化硅熱氫化技術(shù)與裝置研究，已于2009年通過國家驗收。采用熱氫化技術(shù)，可將還原過程產(chǎn)生的四氯化硅100%轉(zhuǎn)化為多晶硅的原料三氯氫硅。實現(xiàn)了四氯化硅一次轉(zhuǎn)化率大于20%，氫化反應(yīng)產(chǎn)生的氯化氫100%回收用于合成三氯氫硅。僅節(jié)約的三氯氫硅合成耗材費一項，就相當(dāng)于每千克多晶硅的生產(chǎn)成本降低約40元。
　　冷氫化技術(shù)是將四氯化硅、氯化氫、氫氣與硅粉在500℃溫度下反應(yīng)生成三氯氫硅。該技術(shù)具有以下優(yōu)點：裝置單一、投資??；反應(yīng)溫度低、操作穩(wěn)定；對原料純度要求低，多晶硅生產(chǎn)過程中副產(chǎn)的二氯硅烷可與四氯化硅發(fā)生歧化反應(yīng)生成三氯氫硅；轉(zhuǎn)化率高、能耗低。目前洛陽中硅高科技有限公司已經(jīng)成功采用冷氫化技術(shù)處理四氯化硅。美國LXE太陽能技術(shù)公司擁有世界先進的冷氫化多晶硅生產(chǎn)工藝技術(shù)，在世界上已經(jīng)有2家工廠成功運行的經(jīng)驗。該公司目前正在與江西賽維公司、昆明冶研新材料股份有限公司進行相關(guān)技術(shù)合作。
　　此外，鋅還原法、等離子體還原法等也受到了業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注，但由于受規(guī)?；瘧?yīng)用中的經(jīng)濟性、純度、物料閉環(huán)回收等因素的影響，其實用性要進一步驗證。
　　在廠外綜合利用方面，我國有機硅行業(yè)泰斗、原化工部晨光化工研究院院長傅積賚接受CCIN記者采訪時說：“以四氯化硅為原材料一方面可以生產(chǎn)白炭黑、光纖預(yù)制棒、硅酸乙酯等產(chǎn)品，這些工藝技術(shù)已經(jīng)相對成熟。另一方面用四氯化硅作原料生產(chǎn)甲基氯硅烷、苯基硅烷，進而生產(chǎn)有機硅產(chǎn)品是當(dāng)前的一個研究熱點，但是目前尚沒有十分令人滿意的技術(shù)路線，需要進一步研究探討。”
　　如此看來，理論上四氯化硅處理有可行的技術(shù)路線，那么企業(yè)又為何而愁呢？

　　實踐中還有諸多難題
　　當(dāng)CCIN記者向與會的專家、企業(yè)家提出這個疑問時，才知道四氯化硅處理實施過程中仍然有一些障礙。但他們同時也表示，只要企業(yè)花力氣不斷改進和完善，四氯化硅利用完全可以不再是“攔路虎”。
　　四川永祥多晶硅有限公司副總經(jīng)理易正義說：“在廠外綜合利用方面，將四氯化硅用于生產(chǎn)白炭黑、光纖預(yù)制棒和硅橡膠硅樹脂等硅化工產(chǎn)品，這些都是消化四氯化硅的有效路徑。但同時也必須注意到一個難以回避的問題，那就是這些產(chǎn)品市場容量有限。至2009年底，中國已投產(chǎn)氣相法白炭黑裝置約為2.5萬噸/年，預(yù)計2011年我國的氣相法白炭黑總產(chǎn)能將達6萬噸/年，并將出現(xiàn)階段性過剩。所以該產(chǎn)品對四氯化硅的消化容量有限。光纖預(yù)制棒也是如此。2009年中國光纖用量8800萬芯千米，預(yù)制棒70%進口，若全部自制最多需四氯化硅4000噸，連消化一個千噸級多晶硅公司的四氯化硅都難！”
　　此外，多晶硅生產(chǎn)過程中副產(chǎn)的四氯化硅純度高，磷、硼以及金屬雜質(zhì)含量極低，將其用于生產(chǎn)氣相法白炭黑也是一種資源浪費。由此可見，采用廠外綜合利用的方式無法消化數(shù)量龐大的四氯化硅，這只能是消化四氯化硅的輔助方式。

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