工业硅（金属硅）
title: "工业硅（金属硅）" description: "工业硅冶炼工艺、553/441/3303 等主要牌号规格，以及中国在全球产能中的主导地位。" section: "upstream"
生产工艺
工业硅（又称金属硅、结晶硅）通过电弧炉碳热还原高纯石英矿生产：
SiO₂ + 2C → Si + 2CO↑
炉内温度维持在 1500–2000°C，以沉浸式电极加热。原料包括石英矿（SiO₂ ≥99%）、木炭、焦炭和木片作还原剂。熔融硅从炉底放出，注模凝固后经精炼、破碎、筛分，达到目标纯度牌号。
中国工业硅产量约占全球的 75–80%，主要集中在四川、云南和新疆，依托廉价水电或煤电压低生产成本。
牌号规格
工业硅牌号以三种主要杂质铁（Fe）、铝（Al）、钙（Ca）的百分含量上限命名。
| 牌号 | Fe 最大（%） | Al 最大（%） | Ca 最大（%） | Si 最低（%） | 典型用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| 3303 | 0.30 | 0.30 | 0.03 | 99.0 | 有机硅单体、多晶硅原料 |
| 441 | 0.40 | 0.40 | 0.10 | 99.0 | 铝合金、化工合成 |
| 553 | 0.50 | 0.50 | 0.30 | 98.5 | 铝合金（最常见出口牌号） |
| 2202 | 0.20 | 0.20 | 0.02 | 99.5 | 高纯化工级应用 |
有机硅化工行业需采用 3303 或 2202 牌号，以避免在 Rochow 合成过程中毒化催化剂。
下游路径
工业硅是三条主要产业链的交汇点：
- 有机硅路线 → 氯化制三氯氢硅，或直接 Rochow 合成甲基氯硅烷。参见有机硅单体。
- 多晶硅路线 → 进一步提纯，经西门子法或 FBR 工艺制得太阳能级或半导体级硅。参见多晶硅。
- 铝合金路线 → 作为合金化元素用于 4000 系铝硅合金及压铸零件。