性狀穩定的硅產品也會燃爆

文/張曄

4月21日，消防車聚集在火災現場。當日晚9時許，位于江蘇省連云港市贛榆區城頭鎮后黃墩村的連云港宏興研磨材料有限公司發生火災（ 新華社 楊磊 攝）

4月21日晚，江蘇省連云港市贛榆區傳出巨響。一段視頻顯示，現場有明顯火光，隨后一個火球騰空而起，有劇烈爆炸聲傳出。

連云港市贛榆區政府工作人員稱，系一家生產碳化硅的企業起火。涉事工廠是連云港宏興研磨材料有限公司。該企業主要加工并銷售石英砂和硅微粉。

無論是石英砂還是碳化硅，都是性狀十分穩定的物質，為何發生了燃爆？

碳化硅應用十分廣泛

“石英砂就是沙子，硅微粉是石英砂粉碎后的產物，碳化硅是石英砂加入焦炭高溫燒制而來，它們的主要成分都是硅基無機非金屬材料。”南京工業大學材料科學與工程學院副教授孔勇表示。

連云港是我國重要的硅資源和硅材料產業基地，當地有大量的硅材料企業。石英砂和硅微粉是比較低端的產品，碳化硅附加值相對高一些，但是近年來該行業產能嚴重過剩。

由于天然含量非常少，碳化硅主要為人造。一般以石英砂、焦炭、木屑為原料，在電爐中加熱到2000℃左右，經過相應工藝流程后得到碳化硅微粉。1891年，人類首次在實驗中發現碳化硅時，誤認為是金剛石的混合體，故取名金剛砂。在大自然也存在罕見的碳化硅礦物叫莫桑石。

因其化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好且價格不貴，所以碳化硅的應用十分廣泛，主要有四大應用領域：功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料。

“碳化硅陶瓷制品在航空航天、石油化工、微電子等領域有廣泛應用，如用作飛機剎車片、新一代半導體芯片等，此外常用它作為磨料和耐火材料。”孔勇介紹。

硅材料產業應轉型升級

“無論是石英砂、硅微粉還是碳化硅，它們都是耐高溫的無機非金屬材料，性狀十分穩定。”孔勇表示。

石英砂的生產簡單，性狀穩定，發生燃爆的可能性非常低。硅微粉雖是將石英砂進行超細粉碎，顆粒直徑較小，但它本身已經是氧化物，且質量較大，不易飄浮在空氣中，發生粉塵爆炸的可能性也很低。

孔勇分析認為，石英砂和碳化硅生產工藝都不復雜，一般不添加易燃易爆物質，但碳化硅生產過程中會產生一些副產物，比如易燃易爆的一氧化碳。

據調查，國外主要企業基本實現了封閉冶煉，而中國碳化硅冶煉幾乎全部是開放式冶煉，一氧化碳大多直排。

現今全球經濟增速放緩，硅材料企業利潤微薄，安全生產措施極有可能被忽視。孔勇建議，依靠科技創新實現硅材料產業轉型升級，是解決粗放式發展的根本路徑。（據《科技日報》）