多晶硅因用于新能源光伏產業(yè)而名聲大噪。它曾經創(chuàng)造的財富神話更是吸引了大量企業(yè)紛紛上馬多晶硅項目。然而面對副產物四氯化硅的處理難題，多晶硅企業(yè)正騎虎難下：不處理的話會嚴重污染環(huán)境，而且因資源浪費生產成本也會增加；處理的話暫時又沒有令人滿意的穩(wěn)定可靠的技術作支撐。

        四氯化硅到底能否被資源化利用？目前的困難究竟是“攔路虎”還是“紙老虎”？利用2010年四氯化硅資源化技術研討會的機會，CCIN記者進行了深入采訪。

        副產品成了企業(yè)命門

        四川新光硅業(yè)科技有限責任公司總經理陳紹章說：“目前制約中國多晶硅產業(yè)發(fā)展的瓶頸是副產物四氯化硅的處理問題。每生產1千克多晶硅將產生10～15千克四氯化硅，一個1000噸/年的多晶硅廠每年副產的四氯化硅將達到1萬～1.5萬噸。中國多晶硅產業(yè)快速發(fā)展，預計今年產量將達到4萬噸。副產的四氯化硅就將達40萬～60萬噸，數(shù)量巨大。如果僅僅將這些四氯化硅經簡單水解處理甚至直接排放，將會對環(huán)境保護造成巨大的壓力，同時也大大增加了原料硅粉和液氯的消耗，多晶硅企業(yè)的生產成本將沒有競爭力。”

        據(jù)了解，一些多晶硅生產企業(yè)甚至會把副產品四氯化硅倒貼運費送給下游企業(yè)。為什么四氯化硅出現(xiàn)了白送的情況？成都蜀菱科技發(fā)展有限公司技術總裁沈祖祥接受CCIN記者采訪時說：“目前多晶硅企業(yè)主要關注的是如何投產和達產，能生產出來多晶硅就好，尚無暇顧及副產物的利用問題。前幾年，為了盡快上馬搶占市場，中國多晶硅企業(yè)紛紛從國外引進成套裝備。殊不知多晶硅生產是個十分復雜的系統(tǒng)工程，包括合成、氫化、還原、分離等諸多環(huán)節(jié)，所以引進裝備可以說是‘八國聯(lián)軍’牌。比如合成爐進口俄羅斯的，還原爐進口德國的，尾氣回收裝置進口美國的。要把這個復雜的系統(tǒng)開起來，產出多晶硅本身就是個嚴峻的考驗。至于副產物利用就更是無暇顧及。”

        但現(xiàn)在市場變了。會上多位企業(yè)家也向CCIN記者反映，現(xiàn)在多晶硅市場售價跌去一大半，四氯化硅白送的成本壓力太大了。如何將四氯化硅資源化利用成為企業(yè)能否生存的關鍵。目前很多規(guī)模較小的多晶硅企業(yè)已經因為扛不住成本壓力而紛紛下馬。

        四氯化硅到底可以怎樣被利用呢？大陸產業(yè)投資集團副總裁岳菡因為上馬多晶硅項目，曾多次到國外考察和參觀。他告訴CCIN記者，美國多晶硅工廠所有副產物，包括四氯化硅的銷售都不存在瓶頸問題，根本不會像國內的一些多晶硅工廠還要倒貼錢把四氯化硅處理掉。美國多晶硅企業(yè)認為，年產量達1000噸的工廠，四氯化硅就應當就地轉化為三氯氫硅回用到系統(tǒng)中，不能作為副產物對外銷售；年產量達3000噸的多晶硅工廠，就應當對廢棄的氯硅烷采用回收工藝；年產量達10000噸的多晶硅工廠，金屬硅就應當就地生產。這主要是考慮了安全和運輸成本兩個因素。

        理論上已有解決辦法

        陳紹章說，實際上，國際上對四氯化硅綜合利用早有辦法，主要有廠內廠外兩個方向：一是將副產物四氯化硅轉化為多晶硅的原料三氯氫硅，進而返回生產系統(tǒng)直接生產多晶硅，實現(xiàn)生產線的閉路循環(huán)；一是利用四氯化硅作為原材料生產其他化工產品，如白炭黑、硅酸乙酯及有機硅產品等，實現(xiàn)多晶硅生產廠外的綜合利用。

        在廠內閉路循環(huán)方面，需要采用氫化技術將四氯化硅轉化成三氯氫硅。具體來講，在這個過程中可供選擇的技術包括熱氫化技術、冷氫化技術、等離子體氫化技術、鋅還原技術等。

        熱氫化技術是指四氯化硅與氫氣在1200℃以上的溫度下直接反應生成三氯氫硅和氯化氫。該技術必須輔以氣體分離裝置和三氯氫硅合成裝置以分離反應產物和處理氯化氫。熱氫化方法的整個反應屬于氣相反應，對設備沒有磨損，轉化的三氯氫硅純度高，容易實現(xiàn)整個過程的計算機自動控制。既可實現(xiàn)系統(tǒng)的長周期連續(xù)穩(wěn)定安全運行，又能保證生成的三氯氫硅質量。陳紹章介紹說，目前新光硅業(yè)公司熱氫化技術已取得工業(yè)化突破，該公司承擔的“十一五”國家科技支撐計劃——大型四氯化硅熱氫化技術與裝置研究，已于2009年通過國家驗收。采用熱氫化技術，可將還原過程產生的四氯化硅100%轉化為多晶硅的原料三氯氫硅。實現(xiàn)了四氯化硅一次轉化率大于20%，氫化反應產生的氯化氫100%回收用于合成三氯氫硅。僅節(jié)約的三氯氫硅合成耗材費一項，就相當于每千克多晶硅的生產成本降低約40元。