金属硅行业发展现状分析

第一节 金属硅的性能与特点分析

一、金属硅的定义和性能

金属硅（又称工业硅或者结晶硅）是指通过矿热炉还原硅石所提取出的硅单体。通常把硅视为一种有色金属，具有半导体性质，其性能与锗、锡、铅等元素相近。由石英和焦炭在电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%的也名手在金属硅内），其余杂质为铁、铝、钙等。化学性质非常稳定。在常温下，除氟化氢以外，很难与其他物质发生反应。

二、硅合金的定义及特性

一种以铝、硅为主成分的锻造和铸造合金。一般含硅11％。同时加入少量铜、铁、镍以提高强度。密度2.6～2.7g/cm3。导热系数101～126W/(m•℃)。杨氏模量71.0GPa。冲击值7～8.5J。疲劳极限±45MPa。

用于制造低中强度的形状复杂的铸件，如盖板、电机壳、托架等，也用作钎焊焊料。

三、金属硅的作用分析

1、用于铝合金工业

在中国，每消费 1t铝（原铝与再生铝之和）约用14.7kg硅。此数可作为宏观匡算用，虽不精确，但却相当准确。一般，每生产1t铝合金铸件及压铸件约消费 43 kg新硅。工业硅添加到铝中，可改良或增强金属的优良性能。反映到现实生活中，如汽车（含摩托车）用铝对工业硅的需求相当大，所以一个地区、国家的汽车工业的发展状况对工业硅的市场兴衰有直接的影响。

2、作为非铁基合金的添加剂

工业硅也用作要求严格的硅钢的合金剂，冶炼特种钢和非铁基合金的脱氧剂。

3、用于化学工业，用于生产有机硅。如生产硅树脂润滑剂和防水化合物等就需用相当量的硅（纯度为98％～99％）。

4、工业硅经一系列工艺提纯后生成单晶硅，供电子工业使用。工业硅进一步提纯至99.999%以上（4个九以上，9越多越值钱），制成多晶硅（圆柱体），再用机械切割成硅单晶片，大量应用到电子信息工业中去。目前我国提纯的技术不是十分成熟，基本上依赖日本进口，即日本从我国进口工业硅原材料（一吨8000元左右），进一步提纯再出口（每吨30万人民币以上）到我国有关行业（如单晶硅厂等）。

第二节 金属硅资源储量状况

一、世界金属硅资源储量

硅（Si）是地球上含量很丰富的元素，在表层占第二位（25.8%）,仅次于占第一位（49.5%）氧（0）元素。硅资源是指水晶、脉石英、石英砾石（砾石型石英）、天然硅砂等，属非金属矿藏，主要化学成份为SiO2，在自然界蕴藏丰富。但世界硅资源（水晶、石英、天然硅砂等）分布极不平衡。据资料记载，巴西较为丰富，次之为马达加斯加和危地马拉。

美国、加拿大、苏联、法国、意大利、印度、澳大利亚、土耳其、缅甸等30多个国家和地区有少量资源。巴西资源总量以及近几十年来的产量和出口量均占世界首位。由于水晶、石英的深加工产品自第二次世界大战开始被用在军事设备上，1948年美国贝尔电话研究所三位学者发明半导体，制成半导体收音机以后，紧接着半导体电台相继问世等等，水晶、石英已成为一种战略性物资，因此它的世界各国产量就难以统计，所以，水晶、石英矿产的世界总储量和年产量均是估算数或未知数。

二、中国金属硅的储量及分布

我国的水晶、石英、天然硅砂除上海、天津市以外，其它省、市、自治区均有产出。质量较好的广东、广西、青海、福建、云南、四川、黑龙江等省区；质量最好的有海南、江苏。江苏省水晶、脉石英的主要产地是东海县。东海县天然水晶和脉石英储量丰富，据江苏省地质六队预测：天然水晶储量约为 略 ，SiO2含量高达99.9983%,质量、储量位居全国之首。

东海县水晶、脉石英的开采历史悠久，1958 年房山镇柘塘村，开采单晶重3.5吨“水晶王”、1982年驼峰乡南榴村开采单晶重2.1吨（均存放在北京中国地质博物馆），引起国内外普遍重视。据地质部水晶管理处多年统计数据证实，东海县水晶收购量占全国水晶产量的50%以上（表1示出了东海县105矿1973年至1988年水晶收购量），毛泽东主席的水晶棺原料为东海提供，东海县是著名的“水晶之乡”。

由于水晶、脉石英、石英砾石、天然硅砂、石英岩和粉石英矿的储藏量属于我国国民经济的非支柱性的矿藏资源，也是我国多种未探明储藏量的非金属矿藏，因而全国的储藏量大部分是预测估算数或未知数，在开采和使用方面要考虑可持续发展的原则。

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