แร่ธาตุวัตถุดิบของวัสดุซิลิกอนคืออะไร?

1. แร่ธาตุวัตถุดิบหลักของวัสดุซิลิกอน
การเตรียมวัสดุซิลิกอน (polysilicon หรือ monocrystalline silicon) ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูง - และวัตถุดิบส่วนใหญ่มาจากแร่ธาตุธรรมชาติสามประการต่อไปนี้:

1. ควอร์ตไซต์

- เนื้อหาซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2) เกิน 90%และพื้นผิวนั้นยากซึ่งต้องบดและทำให้บริสุทธิ์

- เงินฝากทั่วไปมีการแจกจ่ายในซินเจียงจีนอาร์คันซอสหรัฐอเมริกา ฯลฯ โดยมีเงินสำรองทั่วโลกประมาณ 30 พันล้านตัน (ตามข้อมูล USGS 2022)

2. ควอตซ์ทราย

- ทรายตะกอนธรรมชาติที่มีเนื้อหา SiO2 95%-99%, สิ่งสกปรกน้อยสามารถใช้โดยตรงสำหรับการผลิตซิลิคอนเกรดโลหะ (ซิลิคอนอุตสาหกรรม)

- ออสเตรเลียและอินโดนีเซียเป็นพื้นที่การผลิตหลักของทรายควอตซ์คุณภาพสูง - ซึ่งคิดเป็นมากกว่า 40% ของอุปทานทั่วโลก

3. หลอดเลือดดำควอตซ์

- สูง - แร่ความบริสุทธิ์ที่เกิดจากการสะสมของไฮโดรเทอร์มอลโดยมีเนื้อหา SIO มากกว่า 99.5%มันเป็นวัตถุดิบที่เหมาะสำหรับอิเล็กทรอนิกส์ - วัสดุซิลิกอนเกรด

- เหมืองหลอดเลือดดำควอตซ์ใน Donghai, Jiangsu, จีนมีชื่อเสียงในเรื่องความบริสุทธิ์สูง - ความบริสุทธิ์สูงรองรับ 70% ของความต้องการในประเทศสำหรับวัสดุ Silicon สูง -

2. แหล่งที่มาของซิลิกอนที่มีศักยภาพอื่น ๆ และข้อ จำกัด การใช้งานของพวกเขา
นอกเหนือจากแร่ธาตุหลักข้างต้นแล้วซิลิกอนบางตัว - ที่มีแร่ธาตุยังไม่ได้ใช้ในขนาดใหญ่เนื่องจากปัจจัยทางเทคนิคหรือเศรษฐกิจ:

- เฟลด์สปาร์: เนื้อหาSiO₂อยู่ที่ประมาณ 60%- 70%ต้องใช้กระบวนการทำให้บริสุทธิ์ที่ซับซ้อนและปัจจุบันใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิกต่ำสุดเท่านั้น

- แร่ดินเหนียว: ส่วนใหญ่เป็นอะลูมิโนซิเลียสที่มีการใช้พลังงานสูงสำหรับการสกัดซิลิคอน แต่นักวิชาการชาวญี่ปุ่นกำลังศึกษานาโน - เทคโนโลยีการสกัดซิลิกอน (2021 "วัสดุธรรมชาติ")

- biosilicon: เถ้าถ่านข้าวมี 90% Sio₂และบราซิลได้สร้างสายการผลิตนำร่อง แต่กำลังการผลิตมี จำกัด

3. ผลกระทบของการเลือกแร่ต่อคุณภาพของวัสดุซิลิกอนและต้นทุน
1. ความแตกต่างของความบริสุทธิ์: อิเล็กทรอนิกส์ - วัสดุซิลิกอนเกรดที่ผลิตโดยหลอดเลือดดำควอตซ์มีความบริสุทธิ์ 99.9999% (6n) ในขณะที่ทรายควอตซ์มักใช้สำหรับโลหะ - เกรดซิลิกอนที่มีความบริสุทธิ์ 99% -99.9% (2N-3N)

2. การเปรียบเทียบการใช้พลังงาน: การทำให้บริสุทธิ์ควอร์ตไซต์ต้องการอุณหภูมิสูงมากกว่า 1,700 องศาซึ่งสูงกว่าการใช้พลังงานของกระบวนการทรายควอตซ์ 20% (รายงานระหว่างประเทศระหว่างประเทศ 2023 รายงาน)

3. ปัจจัยทางภูมิศาสตร์: ค่าใช้จ่ายที่ครอบคลุมในการขนส่งทรายควอตซ์แอฟริกาไปยังประเทศจีนสำหรับการประมวลผลคือ 15% -30% สูงกว่าของหลอดเลือดดำในท้องถิ่น 15% แต่การอนุมัติการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมนั้นง่ายกว่า