РИА Омск-Информ выяснило, как на самом деле производится поликристаллический кремний. Никаких «страшилок» и спекуляций – только очищенные от примесей факты.

За последнее время вокруг строительства кремниевого завода в Омске возникло множество мифов и спекуляций. Не имея конкретики от проектировщиков, экологи и общественность создадут десятки «страшилок», которыми пугают жителей города и друг друга. Пыли поднято уже столько, что пришла пора перестать топать ногами и осмотреться вокруг.

РИА Омск-Информ предлагает перевести дискуссии вокруг кремниевого завода в русло конкретики. В этом материале будет детально представлена технология производства поликристаллического кремния. С большой долей вероятности, именно эта технология будет применяться на заводе в Омске. Мы рассчитываем, что в дальнейшем обсуждение омского поликремния будет строиться на представленных ниже фактах.

В конце прошлой недели стало окончательно ясно, что при производстве поликристаллического кремния в Омске будет применяться технология с использованием трихлорсилана (ТХС). Эту информацию подтвердил советник гендиректора ЗАО «НПО «Силарус» (дочерняя структура группы компаний «Титан») Борис Леванович. Как стало известно РИА Омск-Информ, на трихлорсилановую технологию (иное название – Сименс-процесс) нацелено и НПО «Мостовик», которое сейчас выбирает, где строить кремниевый завод – в Омске или Татарстане. Самое время разобраться, что такое трихлорсилан.

Для чего нужен трихлорсилан? С помощью этого неорганического вещества (химическая формула – SiHCl₃), собственно, и синтезируется поликристаллический кремний. В природе ТХС, естественно, не встречается – его получают на химических производствах, которых в России единицы. На заводе в Омске синтез ТХС будет завязан в один технологический цикл с производством поликристаллического кремния.

Как получают трихлорсилан? Синтезируют – из кремния, водорода и хлора. Выглядит это так (схема, которую будут применять в Омске, может немного отличаться):

– из «парящего» жидкого хлора получают газообразный хлор. Затем в специальном реакторе хлор вмешивают с очищенным водородом – в результате синтеза получается хлористый водород (формула – HCl).

– в реактор синтеза ТХС подают полученный хлористый водород и измельченный металлургический кремний (на предполагаемый завод ГК «Титан» его, к примеру, будут привозить из Казахстана. НПО «Мостовик», по имеющейся информации, собирается закупать сырье в городе Каменск-Уральский Свердловской области). В результате химической реакции в реакторе получается трихлорсилан – кремнийсодержащее неорганическое соединение, которое плавится при температуре –126,6°C.

Что происходит дальше? Если совсем коротко, то в так называемый Сименс-реактор подаются нагретые до высокой (свыше 1800°C) температуры кремниевые стержни и ТХС в газообразном состоянии. После цепочки химических реакций ТХС разлагается на поверхности кремниевых стержней, образуя поликремний. После этого готовый продукт вынимают из реактора.

А если подробнее? Химическая цепочка синтеза поликристаллического кремния с помощью трихлорсилана довольно длинна и малопонятна для неспециалистов. в упрощенном виде это можно описать так:

– получившийся в результате синтеза хлористого водорода и металлургического кремния ТХС – это смесь различных газов: помимо ТХС, в ней много тетрахлорсилана (SiHCl₄), водорода и хлористого водорода.

– соответственно, эту смесь очищают в различных установках. К примеру, трихлорсилан и тетрахлорсилан разделяют методом ректификации (отдаленно напоминает промышленное очищение этилового спирта от сивушных масел).

– на последней стадии очищенный и осушенный водород и очищенный трихлорсилан используются для приготовления парогазовой смеси и поступают на передел водородного восстановления, в результате которого получается поликристаллический кремний.

Подробная схема производства поликристаллического кремния – здесь.

Куда будут девать химикаты? В замкнутом и довольно дорогом производстве поликристаллического кремния выброс химикатов – большая роскошь. Получаемую при синтезе ТХС смесь газов используют для следующих реакций. Водород и хлористый водород, к примеру, возвращаются в «голову» процесса – первый необходим для водородного восстановления, второй – для повторного синтеза ТХС.

Безусловно, при производстве поликремния неизбежен вывод попутных продуктов. Среди них – раствор хлорида натрия, технический кремний, кальциевая селитра, трихлорсилан марки «А» и тетрахлорсилан (тетрахлорид кремния). Выбрасывать в окружающую среду их так же не планируют – на кремнийсодержащие соединения есть спрос у производителей смолы, адгезивов, волоконной оптики, кварцевого стекла. Попутная продукция, что логично, будет экспортироваться.

Насколько это серьезно? Производство поликристаллического кремния относится к первому классу опасности. Соответственно, требования к таким предприятиям крайне жесткие. В России заводов, подобных тому, что хотят построить в Омске, единицы. Самое известное – «Нитол Солар» в городе Усолье-Сибирское (Иркутская область). Этот проект поддерживает ОАО «Роснано», руководство которой неоднократно заявляло, что не станет инвестировать в производство поликремния, если не убедиться в экологической безопасности будущего завода.

Получить деньги от Анатолия Чубайса очень хочет омская ГК «Титан», которой придется серьезно постараться – и уменьшить капиталоемкость своего проекта (сейчас она превышает 1 мрлд евро), и убедить потенциальных инвесторов в экологической безопасности. Кстати, на упомянутом заводе «Нитол Солар», по заявлениям «Роснано», вредных воздействий производства не зафиксировано.

Резюме. Безусловно, завод поликристаллического кремния – это не «зеленое» производство, и опасения относительно его строительства абсолютно понятны. Однако мы рассчитываем, что после этого материала дискуссии вокруг омского поликремния выйдут на серьезный уровень, с привлечением реальных экспертов и анализом представленной выше технологии. РИА Омск-Информ готово предоставить для этого свою площадку. Время «страшилок» прошло – пора обсуждать факты.

Материалы по теме:

В Омске будут строить только ОДИН кремниевый завод.

Где в Омске построят кремниевый завод?

На кремниевом заводе в Омске будет использоваться трихлорсилан.

Николай Шпак