硅原料是从哪里提炼出来的 如何提炼硅原料

一、硅原料是从哪里提炼出来的

硅原料主要是从硅矿物中提炼出来的。硅是地球上最常见的元素之一，广泛存在于地壳、河流、海洋和大气中，其化学符号为Si，原子序数为14，位于碳和锗之间的第14号元素，属于第三周期的元素。硅元素在自然界中广泛存在，是地球地壳中第二多的元素（仅次于氧元素），约占地壳总量的27.7%。

硅矿物是指硅元素与其他元素形成的矿物，最常见的硅矿物是二氧化硅（SiO2），其它硅矿物包括蛋白石石英、云母、硅长石等。这些矿物在地球上广泛分布，一般都是由硅元素和氧元素通过化学反应形成的。

在工业上，硅原料一般是从石英矿石中提炼出来的。石英是一种非常硬的矿物，它的化学成分是二氧化硅，是硅酸盐矿物中最常见的一种。石英通常以晶体的形式存在，可以在地壳中广泛分布，如花岗岩、石英岩等岩石中。

二、如何提炼硅原料

纯净的硅是从自然界中的石英矿石（主要成分二氧化硅）中提取出来的，分几步反应：

1、二氧化硅和炭粉在高温条件下反应，生成粗硅：。

2、粗硅和氯气在高温条件下反应生成氯化硅：。

3、氯化硅和氢气在高温条件下反应得到纯净硅：。

以上是硅的工业制法。

在实验室中可以用以下方法制得较纯的硅：

1、将细砂粉（SiO₂）和镁粉混合加热，制得粗硅：（粗）

2、这些粗硅中往往含有镁，氧化镁和硅化镁，这些杂质可以用盐酸除去：

3、过滤，滤渣即为纯硅。

工业用硅，通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得。高纯度硅则是在石英中提取。冶金级硅，它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。

以单晶硅为例，提炼要经过以下过程：石英砂一冶金级硅一提纯和精练一沉积多晶硅锭一单晶硅一硅片切割。冶金级硅的提炼并不难。它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。这样被还原出来的硅的纯度约98-99%，但半导体工业用硅还必须进行高度提纯。而在提纯过程中，有一项“三氯氢硅还原法（西门子法）”的关键技术我国还没有掌握，由于没有这项技术，我国在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过氯气排放了，不仅提炼成本高，而且环境污染非常严重。