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自主超纯二氧化硅(SiO2)工艺研发成功

更新时间:2017-06-02 14:57:00 来源:中国化工报

南昌高新技术产业开发区传出消息,该区南昌至新化工技术有限公司生产出超纯二氧化硅(SiO2)产品,二氧化硅含量达99.9995%,杂质含量只有5ppm,优于国际先进技术。我国超纯二氧化硅长期完全依赖进口的局面将被改变。

  至新化工总工程师张智新告诉记者,该公司研发的选择性分离工艺,以中低品位的天然石英砂为原料提纯制得超纯二氧化硅。在工业性生产装置量产试验中,制得的二氧化硅产品经江西省分析测试中心检测,二氧化硅含量达99.9995%,比国际先进公司生产的最高纯度99.9992%还要高;杂质含量只有5ppm,比国际先进公司的最低杂质含量8ppm更低。

  据张智新介绍,超纯二氧化硅是极为重要的战略性资源,这种资源已很难从天然矿产采集得到,世界各发达国家都竞相研发用中低品位硅矿石制造高纯二氧化硅的技术,目前仅有德国、日本、俄罗斯、美国等国家拥有此项技术。其中美国的尤尼明公司处于领先地位,但对外封锁技术,垄断生产。我国没有用中低品位硅矿石生产超纯二氧化硅的可行技术,现有技术生产的产品纯度很难达到99.99%以上。因此,我国所需超纯二氧化硅全部需从国外进口。

  他补充说,选离法不但产品质量优于国外先进方法,其工艺过程也简化得多,不仅节省设备投资,也减少操作费用。该方法绝大部分工艺步骤都在常温下进行,需加热的步骤加热温度也在150℃以下,因而能耗很少,设备防腐也容易解决,全工艺过程无“三废”污染。综合而言,选离法生产1吨超纯二氧化硅的成本不到2000元,经济效益显著。

  张智新特别强调,美国尤尼明公司创造了超纯二氧化硅纯度的最高世界纪录,主要是因为该公司拥有得天独厚的优质硅矿石。而选离法并不依赖于优质硅矿石,只要是纯度在99%以上的石英砂就可以。

  据介绍,纯度对二氧化硅至关重要,只增加一点点,其价值就会翻倍。美国尤尼明含量为99.999%的超纯二氧化硅市场售价每吨6万元,

  而含量为99.9992%的超纯二氧化硅市场售价高达每吨16万元。

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  纯度在99.99%以上二氧化硅为高纯二氧化硅,纯度在9.998%以上的二氧化硅为超纯二氧化硅。我国中低品位的硅矿石储量很大,但高品位二氧化硅却非常稀缺,而且越来越少,已近枯竭。

  高纯二氧化硅是生产单晶硅、多晶硅、石英玻璃、光纤、太阳能电池、集成电路基板等高性能材料的主要原料,其高端产品被广泛应用于大规模和超大规模集成电路、光纤、激光、光伏、军事和航天工业。高纯二氧化硅可以说是当今高新技术产业的基石,具有极重要的战略地位。

  超纯二氧化硅可以用于生产超纯石英玻璃、石英坩埚、大口径石英管、集成电路芯片,制造新型电光源、通信用的光导纤维、激光器、光学仪器等一系列高新技术产品,形成很长的产业链。超纯二氧化硅是基础原料,建起生产超纯二氧化硅的基地,就有条件在基地内创建各种高新企业,形成像美国硅谷那样的高新产业集群,推动整个地区经济发展。

  我国对由中低品位的硅矿石制造高纯二氧化硅的技术研究,是在二十世纪九十年代才起步,虽然一些研究单位在这方面做了大量工作,

  取得了不少成果,但工业化生产的二氧化硅的纯度仍达不到生产石英玻璃的要求,高纯二氧化硅至今全部依赖从国外进口,严重影响了我国石英玻璃及相关行业的发展。

  由于高纯二氧化硅具有的战略地位极为重要,随着高新技术产业及经济的发展,国内对高纯二氧化硅的年需求量以超过30%的高增长率增加,需求量巨大。