1、工业硅的一般性质及其组成

工业硅，又称金属硅、结晶硅，是由硅石（SiO2）经碳质还原剂（C）在矿热炉中通过还原反应所得，其名义硅含量不小于98.7%，其余成分多为铁、铝、钙及微量元素等。

物理性质：工业硅为固体形态时呈暗灰色，并具有金属光泽，质坚而脆，熔点1683℃，沸点2628℃，密度2330kg/m³。工业硅外表似金属，但在化学反应中又更多地表现出非金属性质，导电率介于金属和非金属之间，所以通常被称为半金属。工业硅在650℃以下不具有导电性，此时可以用作绝缘材料；超过650℃产生导电性，随着温度升高其导电性不断提高。

化学性质：工业硅在常温下化学性质不活泼，在高温下化学性质比较活泼，在高温下能与氧、氯、卤族元素等多种元素结合成化合物。工业硅不溶于水和任何浓度的硝酸、盐酸，但能溶于碱液、硝酸或盐酸与氢氟酸的混合液中，该特性可应用于工业硅的化学元素检测中，即先将工业硅样本中的硅以氟化物形式挥发，然后分析硅中残留的铁、铝、钙元素含量。

2、工业硅分类（国标）及交割标准

（1）工业硅分类

工业硅的牌号繁多，根据工业硅国家标准（GBT 2881-2014），工业硅按其中的铁、铝、钙的含量差异，可分为Si5530、Si5210、Si4410、Si4210、Si4110、Si3303、Si2202、Si1101等不同的牌号。牌号的后四位数字依次分别代表产品中主要杂质元素铁、铝、钙的最高含量要求，比如Si4210中的“4”代表工业硅中的铁含量小于0.4%，“2”代表铝含量小于0.2%，“10”代表钙含量小于0.10%。

（2）工业硅交割标准

达到国标GB/T 2881-2014中Si5530规格的工业硅为基准交割品；Si4210及以上规格的工业硅为替代交割品，升水2000元/吨。

即基准交割品：达到《中华人民共和国国家标准 工业硅》（GB/T 2881-2014，以下简称《工业硅国标》）规定牌号为Si5530（名义硅含量≥98.7%、铁含量≤0.50%、铝含量≤0.50%、钙含量≤0.30%），粒度为10~100mm的工业硅（其中，粒度偏差筛下物不大于5%，筛上物不大于5%）。

替代交割品：达到《工业硅国标》规定牌号为Si4210（名义硅含量≥99.3%、铁含量≤0.40%、铝含量≤0.20%、钙含量≤0.10%），粒度为10~100mm的工业硅（其中，粒度偏差筛下物不大于5%，筛上物不大于5%）；升水2000元/吨。

（3）工业硅生产加工方式

工业硅冶炼是以硅石（主要成分SiO2≥99.2%，通常形态为石英石或鹅卵石）、碳质还原剂（石油焦、洗精煤、木炭等）以及疏松剂（木片、木块、玉米芯、松子球、椰子壳等）为原料，在矿热炉内连续进行电热化学反应的过程。化学反应式为：SiO2+2C=Si+2CO↑。

生产一吨工业硅需耗电约1.3万度，以火电为能源的工业硅单吨碳排放高达15.91吨二氧化碳当量，以水电为能源的工业硅单吨碳排放为5.32吨二氧化碳当量。

根据上述反应原理，硅石SiO2和碳质还原剂C是工业硅冶炼的两种主要原料：

1t硅=2.14t硅石+0.86t固碳剂+2t还原剂+0.1t电极

（4）工业硅产品主要性能

从需求角度来看，工业硅的主要消费领域是有机硅、多晶硅和铝合金。得益于有机硅下游的不断渗透和多晶硅行业的高速发展，全球工业硅需求呈现快速上涨趋势。

在有机硅产业中，工业硅是生产有机硅，如硅树脂、硅油或硅橡胶的原材料，产成品主要应用于建筑装饰（约19.8%）、电子电器（约20.6%）、电力新能源（约16.7%）、纺织制造（约10.1%）、医疗护理（约8.8%）等方面。

在多晶硅产业中，工业硅是制造多晶硅的主要原料，通过将工业硅进行化学反应提纯为多晶硅，并进一步生产出光伏硅片（约95%）或芯片（约5%），主要应用于光伏发电和半导体领域。

在合金产业的应用主要是通过加入工业硅来提高金属的流动性及韧性，目前主要以铝合金为主，具有成型性好、耐蚀性高的特点，常用作汽车（占铸造铝合金的消费比例60%以上）、航天、船舶等零部件。

本文转自（广州期货交易所）
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