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超纯四氯化硅:11个“9”如何做到
2019
05/20
10:09

湖北日报全媒记者 彭磊 通讯员 成妍

高纯四氯化硅是光纤光棒生产的核心原材料。多年来,国内80%以上产品要从德国、美国等极少数国家进口。

6年前,一家52人的高纯四氯化硅生产企业——新硅科技潜江有限公司在潜江成立。去年,该公司销售收入破亿元、利润破千万元。

5月7日,新硅科技亮出2018年全球供货单:高纯四氯化硅出货量1.6万吨,约占全球市场15%,超纯四氯化硅出货量近30吨,约占全球需求量10%。

一季度,新硅科技出口增长35%,产品进入美国、欧盟市场。

从6个“9”到11个“9”

“中国光纤产业迫切需要高纯四氯化硅国产化。”5月7日,新硅科技董事长罗全安说,四氯化硅纯度越高,光纤传输距离越远。

四氯化硅按纯度标准分类,其中化工级四氯化硅要求纯度为2个“9”即99.99%,而光纤光棒生产需要的高纯四氯化硅,其纯度至少要达到小数点后6个“9”,超纯级产品为11个“9”纯度。

多年来,有5家中国企业生产“光纤级”高纯四氯化硅,为光纤企业提供6个“9”的高纯四氯化硅。然而,因无法突破核心技术,国内企业始终无法触及市场和技术的金字塔塔尖。“只有科技创新,才能冲破困局。”2013年,在高纯四氯化硅领域已研究10年的罗全安,成立新硅科技潜江有限公司,并组织8名研发人员向11个“9”超纯四氯化硅提纯技术发起挑战。

新硅科技总工程师何寿林说,四氯化硅提纯技术的关键是分离出普通四氯化硅中的各种杂质。此前,国内提纯技术可较好地去除产品里的金属杂质,但去除含氢等特殊杂质,效果不理想。

去除这些特殊杂质,需要一种特殊的催化物质,其核心技术多年来掌握在国外企业手中。新硅科技用2年多时间寻找这一特殊物质,他们选出一批批催化物,按照不同组合、不同剂量配比合成,不断试验其提纯效果,最终提取出11个“9”四氯化硅。

何寿林说,化工级四氯化硅每吨市场价格为5000元,经提纯后11个“9”产品售价在10万元以上,“掌握这一技术后,我们可以生产出不同纯度标准的光纤级四氯化硅,满足客户各种需求。”

从实验室到生产线

产品问世了,新问题随之出现——实验室里做出的产品,却堵在市场“最后一公里”前。

罗全安说,当时购买大量化工级四氯化硅用于提纯,但由于设备陈旧,难以实现连续化、自动化生产,无法达到量产。

他们加大投入,研发出一套能实现连续化、自动化生产的提纯装置,使单台设备产能在原有基础上至少提高一倍。

何寿林介绍,该装置采用多塔连续精馏方法,依次除去轻组分、重组分等杂质,可连续进料,连续产出,打破传统间歇精馏方式,优化提纯过程中的温度、压力、回流比等参数,提高了提纯的效率和产能。

湖北日报全媒记者看到,占地60多亩的新硅科技厂区内布满一座座精馏塔,塔与塔间则由管道连接,高纯四氯化硅在这些封闭塔内实现从粗劣到精纯的升华。

随着新技术和新设备启用,新硅科技年产能可达3万吨。按去年全球光纤级四氯化硅市场需求11万吨计算,新硅科技满负荷运转可满足近三分之一市场需求。

从进口到出口

过去,从国外购买一吨高纯度四氯化硅要花30万元,现在只需10万元。罗全安说,自己最大的理想,就是提纯技术打破国际垄断后,把国产高纯度四氯化硅卖全球。

然而,一个现实问题摆在面前——光纤企业希望价格低,更要求出货量大、品质稳定——新硅科技能否长期提供稳定的优质原料?“在潜江市支持下,公司正在迅速壮大。”罗全安说,潜江为公司申报全国循环化试点项目,争取800万元项目资金;公司扩规,原有厂房不够。该市解决项目用地问题,使厂区面积在原基础上扩大近一倍……

据了解,潜江市抢抓5G机遇,吸引长飞、日本信越等光纤企业入驻,新硅科技等一批光纤配套企业加速壮大。

2016年开始,长飞、烽火等光纤企业连续几年小批量采购新硅科技超纯四氯化硅,多年试验结果显示:原料满足产品指标要求。去年,新硅科技国内出货量近5000吨,占国内市场份额15%;在日本,日本藤仓株式会社将新硅科技列为主要供应商,并于去年授予其最佳供应商奖。


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