本篇文章将从工业硅的上游原材料、工业硅的产量、下游需求及应用多维度进行梳理介绍，为大家进一步普及工业硅基础知识。
一、工业硅产业链介绍
工业硅产业链图示
工业硅又称准金属硅，是本世纪六十年代中期出现的一个商品名称。金属硅是由硅石和碳质还原剂在矿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%的也列在金属硅内），其余杂质为铁、铝、钙等。
工业硅生产是以硅矿石为原料,碳材料为还原剂在电炉容器中进行冶炼的。主要成本构成为原材料、辅料及电力能源。下游产品主要为有机硅、硅铝合金、多晶硅、碳化硅等。
工业硅中游主要用于四个方向的应用，(1)铝合金，在铝合金铸造过程中加入硅可以提高合金的高温流动性和耐磨性，同时减少收缩率和热裂倾向；(2)有机硅， 即有机硅化合物，兼备无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、 气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性等优异特性；(3)多晶硅，金属硅经过进一步提纯，可制备成为多晶硅。多晶硅是极为重要的光伏和半导体材料；(4)耐火材料等。
二、工业硅成本结构
每吨工业硅生产原料需2.7-3吨硅石、0.6吨石油焦、1.5吨精煤，0.3吨木片，0.08吨石墨电极。同时需要消耗约13000kWh电能。在成本端，电费成本最高，2022年初达5200元/吨，占比36%；碳质还原剂（石油焦、硅煤、木炭、木片）合计成本3700元/吨，占比25%；而主原料硅石成本仅占8%。不同工艺下（如还原剂添加种类和配比不同），成本也会有相应差异。工业硅近一年冶炼成本受原材料影响不断上移。
三、工业硅原材料介绍
工业硅原料分为硅石、碳还原剂、石墨电极，其中碳还原剂由石油焦、木炭、烟煤、木片等按不同比例混合而成。
1、硅石：资源储量丰富，但高品质矿（硅98%+纯度）稀缺
硅在地壳中资源极为丰富，仅次于氧，占地壳总重的四分之一以上，以二氧化硅或硅酸盐形式存在于岩石、砂砾、尘土 之中。最纯的硅矿物是石英或硅石。我国石英矿资源丰富，石英砂矿床种类多，保有矿石储量超过40亿吨，但是质量不高。高品质的脉石英仅占我国石英矿资源的0.93%。硅石品质高低直接决定生产工业硅的品质。主产区云南省出台政策要求小型冶炼炉限期淘汰，工艺要求更复杂和矿石品质要求提高将使得高牌号工业硅产出降低。
工业硅牌号
硅石产地遍布全国各地，但地区特征明显，西北地区硅石资源最为丰富。保有矿产地31处，共计保有矿石储量19.1亿吨，全国保有矿石储量的49%，主要为分布于青海大通及陕西汉中等地的石英岩矿，陕西神木、宁夏惠农、新疆库车等地的石英砂矿岩，甘肃兰州、新疆昌吉及宁夏固原等地的石英砂矿。
中国矿石资源分布情况
2、硅石品质要求
优级工业硅的硅石，其氧化物杂质含量应达到：氧化铁（Fe2O3）<0.15%;氧化铝（Al2O3）<0.20%; 氧化钙（CaO）<0.15%。
超优质工业硅，对氧化物杂质的控制更严格，并对硅石中硼(B)磷(P)还有严格要求，氧化铁（Fe2O3）<0.1%；氧化铝（Al2O3）<0.15%；氧化钙（CaO）<0.10%。
硅石粒度是冶炼生产的另一个重要工艺条件。我国目前小型工业硅电炉硅石的入炉粒度为20-60mm，中型电炉的硅石入炉粒度为30-80mm，大型电炉硅石入炉粒度为40-100mm。
3、碳还原剂（石油焦、烟煤、木炭、木片）
工业硅生产对还原剂的基本要求：有一定的粒度和机械强度、灰分低、化学反应性强、固定碳高、比电阻高、挥发分适中。工业硅常用的还原剂有：兰炭、木炭、烟煤、石油焦，工业硅生产中通过选用不同种类的还原剂，并调整它们之间的配比来控制工业硅的质量和炉况。
石油焦主要使用标的为石化厂4B焦，新疆地区某企业生产单吨工业硅消耗0.6吨石油焦。硅煤质量指标要求十分严格，主要为含铁0.2%以下，含铝0.8%以下，钙0.5%以下。部分厂家使用木炭或者木片替代，木片单吨工业硅消耗0.3吨，木炭0.6-0.8吨。
4、石墨电极
生产工业硅时，导电电极的下部埋在炉料中，在料层内形成电弧，并利用炉料自身的电阻所发出的热能来加热炉料，其中要求电流密度较高的矿热电炉需用石墨电极。
石墨电极参考价格（2021年10月-至今）
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