工业硅又称为金属硅(国家标准为《工业硅》(GB/T2881-2014)),是一种硅单质含量高于98%的工业品,是各类硅产业的上游,该产品由硅石和还原剂在矿热炉内冶炼而生成(一个还原反应,二氧化硅和碳在高温下,生成单质硅、一氧化碳)。这里利用到的硅石中的有效成份为二氧化硅,其在自然界的形态是各种石英,石英岩、石英砂岩、天然石英砂、脉石英等;而常见的还原剂为碳质的木炭、石油焦、硅煤、木片等等。
这个还原反应需要在高温下进行,实现高温条件的矿热炉是一种电炉子,跟我们平时用的电炉的区别在于,其中的电极是一种耗材,用不了多少次,需要定期更换。
所以,由上面的介绍可以知道,除了基本的设备和厂房等固定开支外,冶炼工业硅需要四种可变的投入:1)硅矿石;2)碳质还原剂;3)电力;4)石墨电极。另外,使用碳作为还原剂,意味着过程中会产生大量的二氧化碳(由于高温条件下,生产流程中是以一氧化碳的形式出现,因为二氧化碳会在高温下分解),所以随着后续更加重视低碳环保,碳排放权和碳的处理可能会是一项重要开支