四氯化硅利用化解多晶硅产业瓶颈

随着绿色能源太阳能的大规模开发利用，光伏电池原料多晶硅的用途越来越广泛，用量也越来越大，近几年我国多晶硅产业呈现几何级数发展态势。特别是今年以来，全国各地有十几个多晶硅项目宣布动工或投产。然而，随着我国多晶硅总产量的逐年增多，多晶硅生产的副产物四氯化硅的安全和环保问题日益突出，如何安全处理四氯化硅已成为关系到多晶硅产业能否健康发展的关键问题。
四氯化硅是多晶硅生产中产生量最大的副产物，未经处理回收的四氯化硅是一种具有强腐蚀性的有毒有害液体，对安全和环境危害很大。业内专家预计，到2010年，我国多晶硅产能将扩大到1.7万吨左右。按目前国内最好控制水平，生产1000吨多晶硅将产生四氯化硅8000吨，照此计算，到2010年若多晶硅产量达到1.25万吨，四氯化硅产生量将超过10万吨。前些年国内的多晶硅总产量不大，四氯化硅的问题还不突出。而一旦国内多晶硅总产量超过万吨后，四氯化硅将成为制约多晶硅发展的大问题。因此，中科院多晶硅材料专家多次不无担心地表示，伴随着多晶硅产量的扩大，副产物回收处理也要跟上。否则，大规模生产将对安全生产和环境保护带来极大的隐患。
当前国际上主要有两种方法处理四氯化硅：方法之一是在高温高压下利用氢气将其还原为多晶硅的主要原料三氯氢硅，其一次转化率是关键；方法之二是利用四氯化硅生产高附加值的气相法 白炭黑。国外主要的多晶硅公司如德国瓦克、日本德山等采用的是后一种方法，既生产多晶硅又生产白炭黑，把气相法白炭黑和多晶硅生产紧密结合，形成一个资源互补，互相利用，共同发展的产业链。
据了解，同国际先进水平相比，国内多晶硅生产企业在产业化方面的差距主要表现在工艺设备落后，同类产品物料和电力消耗过大，“三废”产生量大。而目前国内已经投产和正在上马的多晶硅项目在四氯化硅的整合利用方面，少数企业选择氢化还原的工艺技术，但到目前为止该技术由于一次转化率低等缺点大大限制其应用，绝大部分企业不得不面临因为副产物无法消化而阻碍发展的尴尬局面。
广州吉必盛科技实业有限公司是国内首家掌握四氯化硅回收利用技术的企业。据了解，该公司经过5年的努力攻关和自主创新，已掌握回收利用四氯化硅的核心技术，并实现了以四氯化硅为原料生产气相法白炭黑的规模化生产技术。2007年，该公司吉林和浙江的两大生产基地可消化5000吨以上的四氯化硅，如果一切顺利的话，明年将消化1.5万吨左右的四氯化硅，制约多晶硅产业快速发展的瓶颈问题有望解决。
据吉必盛公司王跃林博士介绍，他们以四氯化硅为原料制取气相法白炭黑，此外生产过程中的尾气经过分离后所得到的氢气也可用来生产气相法白炭黑。气相法白炭黑合成过程中所产生的副产物氯化氢，又可用于制取多晶硅原材料三氯氢硅。利用多晶硅工业副产物为原料生产气相法白炭黑是一个具有经济和环保双重效益的工艺技术，既解决了束缚多晶硅工业发展的瓶颈问题，促进了多晶硅工业的发展，又可以促进气相法白炭黑行业的快速发展，从而带动我国新材料行业的发展。这种资源的整合与循环利用，促进了彼此的发展，形成良性循环，再加上多晶硅和气相法白炭黑产品在中国市场短缺，经济效益和社会效益非常可观。