1. Silicio medžiagų pagrindinės žaliavos mineralai
Silicio medžiagų (polisilicon arba monokristalinio silicio) paruošimas priklauso nuo aukšto - grynumo silicio elementų, o jo žaliavos daugiausia yra iš šių trijų natūralių mineralų:
1. Kvarzitas
- Silicio dioksido (SiO2) kiekis viršija 90%, o tekstūra yra kieta, kurią reikia susmulkinti ir išgryninti.
- Tipiški indėliai pasiskirsto Xinjiange, Kinijoje, Arkanzase, JAV ir kt., Kurių pasaulinės atsargos siekia apie 30 milijardų tonų (pagal USGS 2022 duomenis).
2. Kvarco smėlis
- natūralus nuosėdinis smėlis, kurio SiO2 kiekis yra 95%–99%, nedaug priemaišų, gali būti tiesiogiai naudojamas metalurginio laipsnio silicio (pramoninio silicio) gamybai.
- Australija ir Indonezija yra pagrindinės aukštos - gamybos zonos, kurios sudaro daugiau nei 40% viso pasaulio tiekimo.
3. VEIN kvarcas
- Aukštas - grynumo mineralas, suformuotas hidroterminėmis telkiniais, turint daugiau nei 99,5%SiO₂ kiekį, tai yra ideali žaliava elektroninei - silicio medžiagoms.
- venų kvarco kasykla Donghajuje, Jiangsu, Kinija garsėja savo ultra - dideliu grynumu, palaikydamas 70% vidaus paklausos, kai yra aukšta -} pabaigos silicio medžiagos.
2. Kiti galimi silicio šaltiniai ir jų taikymo apribojimai
Be minėtų pagrindinių mineralų, kai kurie siliciai -, kuriuose yra mineralų, dar nebuvo naudojami dideliu mastu dėl techninių ar ekonominių veiksnių:
- feldspar: SiO₂ turinys yra apie 60%- 70%, reikalaujantis sudėtingo valymo proceso ir šiuo metu naudojamas tik žemos klasės keramikos pramonėje.
- molio mineralai: daugiausia aliuminosilikatų, turinčių didelę energijos suvartojimą silicio gavybai, tačiau japonų mokslininkai tiria savo nano - silicio ekstrahavimo technologiją (2021 „gamtos medžiagų“ popierius).
- Biosilicon: Ryžių lukštų pelenuose yra 90% SIO₂, o Brazilija sukūrė bandomąją gamybos liniją, tačiau gamybos pajėgumas yra ribotas.
3. Rūdos atrankos poveikis silicio medžiagos kokybei ir kainai
1. Grynumo skirtumas: VEN kvarco pagamintos elektroninės - silicio medžiagos laipsnio grynumas yra 99,9999% (6n), o kvarco smėlis paprastai naudojamas metalurginiam - silicio laipsniui, kurio grynumas yra 99–99,9% (2N-3N).
2. Energijos suvartojimo palyginimas: kvarcito gryninimas reikalauja aukštos nei 1700 laipsnių temperatūros, tai yra 20% didesnė nei kvarco smėlio proceso energijos suvartojimas (Tarptautinės energetikos agentūros 2023 ataskaita).
3. Geografiniai veiksniai: Išsami Afrikos kvarco smėlio gabenimo į Kiniją išlaidos perdirbimui yra 15–30% didesnės nei vietinių venų kvarco, tačiau aplinkos apsaugos patvirtinimas yra paprastesnis.