4月21日晚，江蘇省連云港市贛榆區(qū)傳出巨響。

科技日?qǐng)?bào)記者從當(dāng)?shù)卣@悉，系當(dāng)?shù)匾患夜S(chǎng)發(fā)生火災(zāi)，消防人員已在現(xiàn)場(chǎng)救援。記者獲得的一段視頻顯示，現(xiàn)場(chǎng)有明顯火光，隨后一個(gè)火球騰空而起，有劇烈爆炸聲傳出。

連云港市贛榆區(qū)政府工作人員稱(chēng)，系一家生產(chǎn)碳化硅的企業(yè)起火。涉事工廠(chǎng)是連云港宏興研磨材料有限公司。天眼查信息顯示，該公司成立于2006年01月06日，注冊(cè)地位于贛榆區(qū)城頭鎮(zhèn)后黃墩村，法定代表人為胡玲玲。該企業(yè)主要加工并銷(xiāo)售石英砂和硅微粉。

無(wú)論是石英砂還是碳化硅，都是性狀十分穩(wěn)定的物質(zhì)，為何發(fā)生了燃爆？

南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授孔勇分析認(rèn)為，石英砂和碳化硅生產(chǎn)工藝都不復(fù)雜，一般不添加易燃易爆物質(zhì)，但碳化硅生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些副產(chǎn)物——一氧化碳。

此次燃爆事故的具體原因，仍有待相關(guān)專(zhuān)家調(diào)查。

碳化硅是什么物質(zhì)？

“石英砂就是沙子，硅微粉是石英砂粉碎后的產(chǎn)物，碳化硅是石英砂加入焦炭高溫?zé)贫鴣?lái)，它們的主要成分都是硅基無(wú)機(jī)非金屬材料。”南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授孔勇告訴記者。

連云港是我國(guó)重要的硅資源和硅材料產(chǎn)業(yè)基地，當(dāng)?shù)赜写罅康墓璨牧掀髽I(yè)。石英砂和硅微粉是比較低端的產(chǎn)品，碳化硅附加值相對(duì)高一些，但是近年來(lái)該行業(yè)產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)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(jīng)過(guò)相應(yīng)工藝流程后得到碳化硅微粉。1891年，人類(lèi)首次在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)碳化硅時(shí)，誤認(rèn)為是金剛石的混合體，故取名金剛砂。在大自然也存在罕見(jiàn)的碳化硅礦物，叫莫桑石。

碳化硅（資料圖）

因其化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好且價(jià)格不貴，所以碳化硅的應(yīng)用十分廣泛，主要有四大應(yīng)用領(lǐng)域：功能陶瓷、高級(jí)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(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如用作飛機(jī)剎車(chē)片、新一代半導(dǎo)體芯片等，此外常用它作為磨料和耐火材料。”孔勇介紹。

性狀穩(wěn)定的硅產(chǎn)品為何燃爆？

“無(wú)論是石英砂、硅微粉還是碳化硅，它們都是耐高溫的無(wú)機(jī)非金屬材料，性狀十分穩(wěn)定。”孔勇告訴記者。

石英砂的生產(chǎn)簡(jiǎn)單，性狀穩(wěn)定，發(fā)生燃爆的可能性非常低。硅微粉雖是將石英砂進(jìn)行超細(xì)粉碎，顆粒直徑較小，但它本身已經(jīng)是氧化物，且質(zhì)量較大，不易飄浮在空氣中，發(fā)生粉塵爆炸的可能性也很低。

孔勇分析說(shuō)，碳化硅的生產(chǎn)工藝流程不復(fù)雜，沒(méi)有加入大量易燃易爆物質(zhì)，“但是，碳化硅生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一些副產(chǎn)物，比如易燃易爆的一氧化碳。”

記者查詢(xún)發(fā)現(xiàn)，國(guó)外主要企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)了封閉冶煉，而中國(guó)碳化硅冶煉幾乎全部是開(kāi)放式冶煉，一氧化碳大多直排。

碳化硅產(chǎn)能過(guò)剩利潤(rùn)微薄

由于技術(shù)門(mén)檻較低、資源豐富，我國(guó)的碳化硅生產(chǎn)企業(yè)較多，產(chǎn)能明顯過(guò)剩，企業(yè)利潤(rùn)微薄。

記者查詢(xún)得知，僅2012年我國(guó)就有碳化硅冶煉企業(yè)200多家，年生產(chǎn)能力220多萬(wàn)噸。加工制砂、微粉生產(chǎn)企業(yè)300多家，年生產(chǎn)能力200多萬(wàn)噸。2012年，中國(guó)碳化硅產(chǎn)能利用率不足45%。

目前，我國(guó)碳化硅與世界先進(jìn)水平的差距主要集中在四個(gè)方面：

一是在生產(chǎn)過(guò)程中很少使用大型機(jī)械設(shè)備，很多工序依靠人力完成；

二是在碳化硅深加工產(chǎn)品上，對(duì)粒度砂和微粉產(chǎn)品的質(zhì)量管理不夠精細(xì)，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性不夠；

三是某些尖端產(chǎn)品的性能指標(biāo)與發(fā)達(dá)國(guó)家同類(lèi)產(chǎn)品相比有一定差距；

四是冶煉過(guò)程中一氧化碳直接排放。

“以二氧化硅為例，沉淀二氧化硅價(jià)格約為7000元/噸，氣相二氧化硅的價(jià)格約為20000元/噸，二氧化硅氣凝膠達(dá)20萬(wàn)元/噸，技術(shù)含量不同，附加值相差巨大。”孔勇告訴記者。

據(jù)了解，孔勇副教授目前正在研發(fā)的碳化硅氣凝膠，將致密的碳化硅進(jìn)行納米多孔化，質(zhì)量?jī)H有致密碳化硅的1/10，耐高溫和隔熱性能較高，極大地拓展了碳化硅材料的應(yīng)用場(chǎng)景，處于國(guó)際前沿，有望用于航空航天等關(guān)鍵領(lǐng)域。

現(xiàn)今全球經(jīng)濟(jì)放緩，硅材料企業(yè)利潤(rùn)微薄，安全生產(chǎn)措施極有可能被忽視。孔勇建議，依靠科技創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)硅材料產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，是解決粗放式發(fā)展的根本路徑。