1. Ορυκτά πρώτης ύλης πυρήνα υλικών πυριτίου
Η παρασκευή υλικών πυριτίου (polysilicon ή μονοκρυσταλλικό πυρίτιο) εξαρτάται από τα υψηλά στοιχεία του πυριτίου καθαρότητας και οι πρώτες ύλες του προέρχονται κυρίως από τα ακόλουθα τρία φυσικά ορυκτά:
1. Χαλαζία
- Το περιεχόμενο διοξειδίου του πυριτίου (SiO2) υπερβαίνει το 90%και η υφή είναι σκληρή, η οποία πρέπει να συνθλίβεται και να καθαριστεί.
- Οι τυπικές καταθέσεις κατανέμονται στο Xinjiang, στην Κίνα, στο Αρκάνσας, στις Ηνωμένες Πολιτείες κ.λπ., με παγκόσμια αποθέματα περίπου 30 δισεκατομμυρίων τόνων (σύμφωνα με τα στοιχεία USGS 2022).
2. Χαλαζία άμμου
- Φυσική ιζηματογενής άμμος, με περιεκτικότητα SiO2 95%-99%, λίγες ακαθαρσίες, μπορεί να χρησιμοποιηθεί άμεσα για παραγωγή πυριτίου μεταλλουργικού βαθμού (βιομηχανικό πυρίτιο).
- Η Αυστραλία και η Ινδονησία είναι οι κύριες περιοχές παραγωγής υψηλής - ποιοτικό χαλαζία άμμου, που αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 40% της παγκόσμιας προσφοράς.
3. Quartz Quartz
- Ένα υψηλό - ορυκτό καθαρότητας που σχηματίζεται από υδροθερμικές αποθέσεις, με περιεχόμενο Sio₂ περισσότερο από 99,5%, είναι μια ιδανική πρώτη ύλη για ηλεκτρονικά υλικά πυριτίου βαθμού.
- Το ορυχείο χαλαζία φλέβας στο Donghai, Jiangsu, η Κίνα είναι διάσημη για το ultra - υψηλή καθαρότητα, υποστηρίζοντας το 70% της εγχώριας ζήτησης για υψηλή {{3} end υλικό πυριτίου.
2. Άλλες πιθανές πηγές πυριτίου και περιορισμοί εφαρμογής τους
Εκτός από τα παραπάνω mainstream ορυκτά, κάποια πυρίτιο - που περιέχουν ορυκτά δεν έχουν ακόμη χρησιμοποιηθεί σε μεγάλη κλίμακα λόγω τεχνικών ή οικονομικών παραγόντων:
- FeldsPar: Το περιεχόμενο Sio₂ είναι περίπου 60%- 70%, απαιτώντας μια πολύπλοκη διαδικασία καθαρισμού και χρησιμοποιείται επί του παρόντος μόνο στην κεραμική βιομηχανία χαμηλού επιπέδου.
- Ορυκτά πηλού: κυρίως αργιλοπυριτικά, με υψηλή κατανάλωση ενέργειας για εκχύλιση πυριτίου, αλλά οι Ιάπωνες μελετητές μελετούν το Nano - τεχνολογία εκχύλισης πυριτίου (2021 χαρτί "φύσης").
- biosilicon: Η τέφρα του ρύζι περιέχει 90% Sio₂, και η Βραζιλία έχει κατασκευάσει μια πιλοτική γραμμή παραγωγής, αλλά η παραγωγική ικανότητα είναι περιορισμένη.
3. Επιπτώσεις της επιλογής μεταλλεύματος στην ποιότητα και το κόστος υλικού πυριτίου
1. Διαφορά καθαρότητας: Η ηλεκτρονική - υλικό πυριτίου βαθμού που παράγεται από το Vein Quartz έχει καθαρότητα 99,999% (6n), ενώ η άμμος χαλαζία χρησιμοποιείται συνήθως για μεταλλουργικό- πυρίτιο βαθμού με καθαρότητα 99% -99,9% (2N-3N).
2. Σύγκριση κατανάλωσης ενέργειας: Ο καθαρισμός χαλαζίτη απαιτεί υψηλή θερμοκρασία άνω των 1700 βαθμών, η οποία είναι 20% υψηλότερη από την κατανάλωση ενέργειας της διαδικασίας άμμου χαλαζία (Διεθνής Υπηρεσία Ενέργειας 2023).
3. Γεωγραφικοί παράγοντες: Το συνολικό κόστος μεταφοράς άμμου αφρικανικής χαλαζία στην Κίνα για επεξεργασία είναι 15% -30% υψηλότερο από αυτό του τοπικού χαλαζία, αλλά η έγκριση προστασίας του περιβάλλοντος είναι απλούστερη.