根据产业价值链微笑曲线，在产业链中，产品研发和设计、品牌和服务、市场营销均属于高附加值环节。对于处于低附加值的产品生产环节上的企业来说，只有通过学习新产品研发和设计、品牌和服务以及市场营销等高附加值环节的知识与技能，才能使企业升级，步入可持续发展的路径。产业链作为企业之间协调和整合各种生产要素的平台，其治理模式决定企业获取知识和技能的能力，进而决定企业获取的收益。因此，产业链治理不仅仅决定企业活动的方式，而且决定企业的升级路径。
2案例分析
3结论和政策建议
现阶段我国资源型产业面临良好的发展机遇，但以增加要素投入为特征的粗放型的发展模式，使得我国资源型产业面临不断强化的资源环境约束。在此背景下，企业之间争夺资源的竞争日益激烈，企业采用以资本运作为手段，以掌控资源为目的的产业链纵向一体化模式，已难以获取利润和发展空间，仅靠资源驱动已经无法满足产业链升级发展的内在要求。产业链治理模式决定产业链的运行机制，并决定产业链的升级路径。对此，资源型企业应当遵循产业链治理模式，通过产业链治理及其所提供的微观激励，促进产业链上企业的升级，使产业链不断增值。
（1）传统的资源型产业链由生产者投资推动市场需求，进而形成本地生产供应链的垂直分工体系。在传统的资源型产业链中，生产者驱动的产业链的核心环节对非核心环节的治理主要是通过层级型的治理模式实现的，产业链升级的动力来自生产者，产业链的升级主要表现为工艺流程升级和产品升级。通过工艺流程升级和产品升级，使产业链拥有先进的生产装备和工艺技术，产品功能得以提升和扩展，由此增强产业链的竞争力。但是，产品升级和工艺流程升级不顺利制约着产业链的升级。
（2）面对全球资源和环境约束的不断强化，传统的资源型产业链正在转变以往通过掌控资源获取利润和发展空间的方式，通过技术的引进和创新、知识的共享和整合、管理的延伸和变革，延长资源型产业链。其目的就是提高资源型产品的加工度，增加资源型产业链的服务功能，提升资源型产业链的附加值。
为适应我国高速公路护拦板的发展要求，浙江大学涂装技术工程公司设计制造了一条年产量为600公里护拦板的粉末静电喷塑生产线。从设备实际使用情况来看，此生产线达到了设计指标，喷涂产品性能较好。
1生产线工艺概述
此生产线由两条流水线组成：第一条，半自动槽浸式工件前处理及工件脱水流水线；第二条，全自动工件静电喷粉及工件粉末固化流水线。
1.1槽浸式前处理工艺
钝化工艺采用一种无毒钝化剂，解决目前磷化后处理铬酸、重铬酸盐钝化的环境污染问题，并提高磷化膜的耐腐蚀性能，提高涂层的附着力。
工件脱水为箱式烘炉，采用燃油加热换热、热风内循环的加热方式，同时将水气强制排放出去。脱水后工件直接转运至后道全自动静电喷粉及粉末固化流水线。
1.2全自动静电喷粉及粉末固化工艺
静电喷粉及粉末固化工艺采用悬挂输送链形式连接，工件上线后经过静电喷粉及粉末固化后下线，产品检验合格后入库。
粉末静电喷粉设备采用8支自动喷枪双工位喷涂，变频调速升降器控制喷枪的移动速度及移动范围；采用小旋风一级回收器、脉冲空气反吹式滤芯回收器为二级回收器；采用组合式6台静电发生器综合电控系统，每台静电发生器带2支喷枪，剩余2台静电发生器可以作为备用或补喷使用。
粉末固化采用直通式烘道，燃油加热换热，热风内循环加热形式。采用进口燃烧机为热源，在不锈钢燃烧室内燃烧，产生的高温烟气通过高效换热器后排放。采用高温风机使烘道内的空气通过高效换热器交换热量，使烘道内的温度达到粉末固化所需要的要求。
悬挂输送链采用单点吊重100kg的轻型悬挂链，考虑到防护拦板尺寸较长，因此挂具采用软连接，使工件在转弯及上、下坡道时尽量减少对悬链系统的影响。
2生产线流程及其设备技术参数
2.1前处理工艺流程
槽体外形尺寸：5200mm*1000mm*1500mm（长X宽X高）共8个防腐槽
工件传输：手控行车吊运及吊浸
脱水炉外形尺寸：5200mm*2900mm*2000mm（长X宽X高）
耗热量：6万大卡
温控范围：75-140摄氏度
升温速度；20min升温至100摄氏度
加热方式：燃油加热换热，热风内循环
2.2粉末静电喷涂及固化工艺流程
2.2.1粉末静电喷涂设备
设备外形尺寸：7000mm*5000mm*3000mm（长X宽X高）
耗电量：15KW
耗用压缩空气量：180m3/h（表压0.55MPa）
2.2.2粉末固化设备
设备外形尺寸：42000mm*1200mm*4000mm（长X宽X高）
耗热量：40万大卡
温控范围：150-200摄氏度
2.2.3悬挂输送设备
QXT-300/100型轻型轴承链悬挂输送机。
摘要：
从检查汽车抛丸紧固件上裸磷化膜和裸油封膜以及复合磷化膜的耐蚀性着手，探讨了功能磷化膜的耐蚀机理，分析了影响功能磷化膜耐蚀性的因素，提出了一些工艺举措。推荐以浸黑磷化替代普通黑色磷化。
关键词：
汽车紧固件；抛丸；浸黑；功能磷化膜；耐蚀性
汽车紧固件功能磷化膜分为灰色磷化和黑色磷化两种，行业标准要求两种复合磷(基体/磷化膜/防锈膜/油封膜以及基体/磷化膜/皂化膜/油封膜)耐中性盐雾腐蚀72h[1]。为研究裸磷化膜、裸油封膜以及复合磷化膜的耐蚀性，检测了各种膜层的厚度和耐蚀性，说明了裸磷化膜和裸油封膜的协同作用才是大幅度提高复合磷化膜耐蚀性的主要因素，而优化裸磷化膜和裸油封膜各自的性能可以强化其协同作用。另外，复合磷化膜的耐蚀性还与其他因素有关，要采取相应的工艺举措，进一步完善汽车抛丸紧固件功能磷化工艺。
1保护膜的性能测试
1.1裸磷化膜
1.1.2耐蚀性
1.1.2.1裸基体紧固件材质为30Cr、40Cr等合金钢，抛丸基体能耐5%NaCl中性盐雾腐蚀3.5h不锈蚀。
1.1.2.2裸磷化膜裸灰色磷化膜(抛丸基材/磷化膜)能耐5%NaCl中性盐雾腐蚀8~12h。裸浸黑磷化膜(抛丸基材/浸黑膜/磷化膜)能耐5%NaCl中性盐雾腐蚀18.4h，其耐蚀性为裸灰色膜的1.5~2.3倍。
1.2复合磷化膜
1.2.1灰色复合磷化膜(抛丸基材/灰色磷化膜/防锈膜/油封膜)六角螺帽和六角单头螺栓灰色复合磷化膜能耐5%NaCl中性盐雾腐蚀80~100h，为裸灰色磷化膜耐蚀性的6.7~12.5倍。
1.2.2浸黑复合磷化膜(抛丸基材/浸黑膜/磷化膜/防锈膜/油封膜)六角螺帽和六角单头螺栓黑色复合磷化膜能耐5%NaCl中性盐雾腐蚀100~200h，为裸黑色磷化膜耐蚀性的5.4~10.9倍。
1.3裸油封膜抛丸六角螺帽和六角单头螺栓裸油封膜能耐5%NaCl中性盐雾腐蚀22h，其耐蚀性与裸磷化膜相当。
2综合分析
2.1单膜层耐蚀性的局限性从测试结果可以看出，无论裸磷化膜还是裸油封膜，它们各自的耐蚀性无法满足耐5%NaCl中性盐雾腐蚀72h的要求，所以不能片面强调磷化膜或油封膜单独的耐蚀作用，应该在优化各自性能的基础上，注意发挥它们之间的协同作用，才能达到大幅度提高复合磷化膜耐蚀性的目的。
2.2磷化膜厚度的不均匀性工件几何形状不同会造成磷化膜厚度不均匀，厚度过薄的几何面耐蚀性差，盐雾腐蚀过早出现锈点，影响整体磷化膜的抗蚀能力。如抽检六角单头螺栓灰色磷化膜厚度时，圆柱体面为8.33μm，六角平面为4.69μm，弧面为6.10μm，凹面为负数。所以，改善磷化膜厚度均匀性是提高整体磷化膜耐蚀性的有效方法之一。
2.3保持复合磷化膜的优异性与裸磷化膜和裸油封膜相比，复合磷化膜的耐蚀性均明显增强。其原因是复合磷化膜比裸磷化膜和裸油封膜各自单独起作用的总和大得多，尤其是浸黑磷化膜比普通黑色磷化膜的耐蚀性强得多(普通黑色磷化膜增厚有限)，这是由于浸黑膜厚，且磷化膜覆盖紧密。尽管如此，不同复合磷化膜的耐蚀性仍有较大差异，即使同一种药剂，用于不同厂家也有可能获得耐蚀性有区别的磷化膜[2]，更何况生产中还存在质量不稳定性。关键在于现场工艺管理水平，只有工艺监控到位，才能保持复合磷化膜耐蚀性的最佳水平。
3影响因素
3.1磷化药剂成分药剂的优劣(与原料选用、工艺配方等有关)决定了使用性能的好坏，影响着磷化质量。
3.1.1氧化锌氧化锌为磷化反应提供成膜物质，能够使磷化膜结晶细腻。磷化液中氧化锌含量视配方不同而异。锌含量过少时，成膜不完全，膜薄，耐蚀性较差；但锌含量过高对提高磷化膜质量的效果有限，且成本明显增加。优级品的氧化锌纯度≥99.7%(间接法)。质量差的氧化锌含有很多的石墨粉、滑石粉、氧化铜等杂质，会使磷化膜表面形成一层光亮的黑膜，水洗后大面积发黄。
3.1.2磷酸磷酸是制备磷化药剂的主要原料，为磷化药液提供一定的酸度。磷酸含量的增加有助于磷化膜的形成，但其含量过高会导致药液不稳定，成膜速率过快，膜层疏松、附着力差、耐蚀性低。切勿随意更换磷酸供货点。
3.2工艺条件
3.2.1酸度
3.2.1.1总酸度TA对磷化膜厚度影响较明显。膜厚随TA的升高而增大，耐蚀性增强。当TA达到最大值后，继续升高TA时，膜反而减薄，易挂灰，耐蚀性降低；反之，TA过低，成膜性较差，膜层粗糙，耐蚀性也降低。允许抛丸紧固件磷化TA较低(低于常规中温锌系磷化)。实践表明，抛丸灰色磷化的TA=30~40点，抛丸浸黑磷化的TA=65~70点。
3.2.1.2游离酸度FA会影响磷化膜厚度，随着FA升高，膜厚先增后减，耐蚀性先高后低。当FA过高，工件侵蚀速率过快，成膜慢，结晶粗大，磷化膜疏松多孔，耐蚀性和附着力差。抛丸紧固件磷化的FA偏低为好[3]。因为：(1)抛丸表面电位较负，处于十分活泼的状态，只需要较低的FA(尤其是灰色磷化)，FA过高对磷化不利；(2)不使用促进剂，允许FA低；(3)温度低，允许FA低；(4)与抛丸磷化的特定工艺配方有关。实践表明，抛丸灰色磷化的FA=0.5~1.0点，抛丸浸黑磷化的FA=2~3点。
3.2.2温度实践表明，抛丸紧固件磷化趋于低温化(46~48°C或65~70°C)，效果好。低温化能降低能耗和沉渣，避免磷化工件挂灰，表面光洁。在工艺温度范围内随着温度升高，反应速率加快，膜层增厚。温度过高(≥80°C)，沉渣明显增多，表面粗糙，反而降低膜层耐蚀性。
4工艺举措
4.1对磷化膜进行改性
4.1.1添加剂利用添加剂来改性磷化膜是有效方法之一，对提高功能磷化膜耐蚀性起到决定性的作用。4.1.1.1Mn2+Mn2+电负性较正，易发生置换反应，加快电化学腐蚀，加快成膜。Mn2+在成膜过程中被结合到磷酸锌晶体中，形成Zn–Mn复合膜，微观结构呈颗粒堆积状，虽然结晶略粗糙，孔隙率却小，可显著提高膜层的耐蚀性，并起到减少沉渣和降温的作用。
4.1.1.2Ca2+Ca2+作为磷化成膜剂之一，可形成均匀细致的Zn–Ca复合膜。一般控制CaO含量10~20g/L为佳。随着Ca2+含量增加，膜层的耐蚀性越来越好，但Ca2+含量过低或过高都对磷化不利。
4.1.2厚度调节剂笔者曾尝试过一种增厚剂，发现它对增加膜层厚度和提高膜层耐蚀性有好处。检测以六角螺帽为试件，采用中温锌系磷化液，65~70°C，10min。未加增厚剂前，测得膜层厚度为6.08~9.20μm；添加增厚剂1.2g/L后，膜层厚度增至9.69~15.25μm，厚度最大可增加约1.5倍。有人称四硼酸钠也可作增厚剂，笔者验证后却认为是减厚剂。因为随着四硼酸钠含量升高，膜层减薄，当四硼酸钠含量分别为1、2和3g/L时，膜厚分别降低为原来的40%~42%、36%~44%和39%~40%。
4.2改进普通黑色磷化工艺经大批量生产验证，浸黑磷化的适应性较强(无论手工线还是自动线)，具有膜层结晶细致(无挂灰)、黑度较深(对材质无要求)、耐蚀性强等明显优点，用以替代普通黑色磷化可行、可靠。
4.2.2工艺流程预处理(常规工艺[4])水洗浸黑漂洗表面调整(胶体钛)磷化后续处理。
4.2.3主要工序说明
4.2.4膜层性能(1)外观：膜层结晶细致，黑色深且均匀，外观质量明显优于普通黑色磷化膜。(2)厚度：厚度大于普通黑色磷化膜。(3)结合力：牢固，不掉黑色，无脱落，达到普通黑色磷化膜水平。(4)耐蚀性：耐5%NaCl中性盐雾腐蚀最高达200h。
紧固件在核电厂安全系统和设备中大量使用，承担了部件连接、承压密封和支承固定等功能，其质量与性能对于核电厂安全系统和设备执行核安全功能有着重要作用。但是紧固件制造门檻较低、采购制造加工环节繁杂、生产企业众多，从而导致产品质量管理不易控制,部分紧固件生产企业为了获得市场而采取各种方法降低成本，如采用劣质钢材作为原材料、通过虚假试验报告以减少试验数量、利用清洁要求不达标的库房进行仓储等，使得这类紧固件的质量不可控，且无法满足核电站的技术要求及质保要求。
1.紧固件制造工艺流程
紧固件的主要制造工艺流程包括：原材料采购-复验-下料-热锻(螺栓和螺母热处理(如有性能试验(如有)-机加工-滚丝成形-表面处理-表面检查-无损检测-尺寸检查-包装运输。
紧固件制造厂采购的原材料钢棒根据最终紧固件类型，热处理状态会有所不同。一般在制造紧固件过程中不需要进行热加工时，如螺柱、螺杆等，采用经性能热处理(满足成品力学性能)的棒材制造;如果紧固件在制造过程中需要进行热加工，如热镦的六角头螺栓和螺母，则采购热轧态的棒材。原材料钢棒在人厂后需进行复验，复验合格后下料分割成长度若干的短棒以制造不同种类的紧固件。
核级紧固件的力学性能检测，通常包括硬度、室温拉伸、高温拉伸和冲击试验。硬度试验要求在每个成品紧固件上进行，且每批紧固件的硬度偏差不超过30HBW，室温拉伸要求每批至少进行2次试验;高温拉伸试验一般只有当部件设计温度超过250X：时才需要进行，1级设备用紧固件需要该项试验;对于螺栓类紧固件，当螺纹公称直径大于等于15mm时，要求进行冲击试验，其中奥氏体不锈钢紧固件的冲击试验温度为室温，其他紧固件(如碳钢、合金钢、马氏体不锈钢等)的冲击试验温度为0X：。
紧固件成形主要包括热加工、机加工和攻丝。热加工包括热镦六角头或螺母坯料，机加工主要为将钢棒机加工至要求尺寸。螺纹加工方法有很多，可以车削、铣削、磨削和滚压,通常采用滚压成形。滚压螺纹是一种无屑加工工艺，滚压时工件材料表面纤维不但未被切断，反而得到进一步强化，由于滚压时表面加工硬化并形成压应力，还可提高疲劳强度;对相同螺纹直径的螺栓，采用滚压螺纹的坯料直径较机加工螺纹的坯料直径小，从而可以节省一定量的材料。
紧固件的表面处理方法应根据使用环境和使用条件进行选择。对于普通室内环境、无腐蚀介质的情况下，一般采用磷化后表面整体涂漆或局部涂油进行保护;对于潮湿环境，通常采用镀锌处理;对于高温管道或设备用紧固件，由于存在脆化，含镀层紧固件应在不高于镀层熔点一半的温度下使用，如镀锌紧固件应在不高于210X时使用。不锈钢紧固件,一般不要求进行表面防腐处理。
核级紧固件的无损检测检测包括表面无损检测(如液体渗透检测和磁粉检测)和体积无损检测(如超声检测)。一般螺纹公称直径超过25mm时，需要进行表面无损检测，通常在螺纹加工(即攻丝)后进行，且奥氏体不锈钢紧固件采用液体渗透检测，其他类型紧固件采用磁粉检测或液体渗透检测。因形状原因,紧固件的超声检测不在成品上进行，而在原材料棒材上进行，通常当紧固件用原材料钢棒尺寸超过50mm时需要进行超声检测。
2.紧固件生产制造中的管理问题
根据全面质量管理理论，影响产品质量的主要因素主要包括人员、机器(如设备、测量工具等）、原材料、执行法规标准和环境。下面根据紧固件的生产制造特点以及产品验收情况，从质量管理角度分析影响紧固件质量的主要因素。
2.1人员因素
2.2机器设备因素
紧固件制造设备包括打头机、螺母冷热镦成型机、滚丝机、攻牙机、热处理设备、各种机加工车床等;性能检测设备包括硬度试验计、万能力学性能试验机(可进行拉伸、扭转、弯曲等试验）、冲击试验机等;尺寸检测设备包括尺寸检査用卡尺、通止规等;无损检测主要设备包括磁粉探伤仪、液体渗透探伤材料、超声检测设备等。不管是制造设备，还是测量测量设备均应按照相应操作规范进行，并定期校对验证，以防止设备老化失效不可用。
2.3原材料控制
原材料控制包括原材料采购、到货检验和库存管理等3个方面的内容。紧固件制造厂应选择质量合格的供应商采购棒材，并在原材料人厂时进行复验，在进行有效标识后，方可进行生产制造。
2.4法规标准
2.5环境因素
紧固件在库存管理时，要做好标识，并进行分类存放，防止和其他民用产品混放而导致发生碳钢和不镑钢混放造成的污染事件;另外仓储环境要保证干燥以防止紧固件在表面处理前发生腐蚀，尤其是滨海敞开式的储存厂房;紧固件制造企业还应建立独立的表面防腐车间，或在产品成形后外委其他单位进行表面防腐处理，当表面防腐不到位，尤其是镇层厚度不足时,将容易导致紧固件产生腐蚀失效。
3.紧固件生产制造中的技术问题
3.1原材料钢棒的热处理
紧固件的力学性能是通过性能热处理来实现的，该性能热处理可在钢棒采购阶段进行，也可在紧固件制造厂进行，往往由制造工艺决定。当紧固件在制造中需要热加工(如热镦螺栓六角头,热镦螺母坯料等)时，一般采购热轧态钢棒;当制造中仅需要进行机加工(如双头螺柱、螺杆等)时，一般采购经性能热处理态钢棒。
钢棒通常按照GB标准采购，而核级紧固件的化学成分、力学性能等需要满足RCC-M规范中的要求。为了消除实际采购和标准要求之间的差异,一般在原材料钢棒人厂时除进行化学成分复验外，还应根据不同情况进行力学性能复验。
3.2硬度检测
根据RCC-M规范要求，核级紧固件应逐个进行硬度检测，通常要求进行布氏硬度(HBW)检测，但部分硬度较高的材料也允许利用洛氏硬度(HRC)进行代替。目前核级紧固件在制造检测过程中，常用硬度检测方法包括:布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和里氏硬度目前,在紧固件的原材料采购、制造、验收等过程一般都存在硬度检测方法的代换申请(如用洛氏或里氏硬度代替布氏硬度），则了解不同硬度检测方法的特点及之间的转换关系将极为必要。
不同硬度之间存在换算关系，对于维氏、布氏、洛氏硬度之间的转换，可以参考GB/T1172《黑色金属硬度及强度换算表》进行换算;对于里氏硬度和其他硬度的换算，参考GB/T17394.4《里氏硬度试验第4部分:硬度值换算》进行换算具有较大不确定度,通常需要利用硬度对比曲线进行换算。
从检测结果精度分析,维氏>布氏>洛氏>里氏;从简便程度及试样制备上分析，里氏硬度最方便,采用台式硬度计进行检测维氏、布氏和洛氏硬度检测较为繁复。所以对硬度检测，通常在原材料钢棒或随炉料钢棒上进行测试布氏硬度或洛氏硬度;如果批量生产的成品紧固件,由于数量较多，难以逐个在台式硬度计上进行硬度试验,一般采用便携式里氏硬度计进行检测，然后转化为布氏硬度或洛氏硬度;对于现场某些不能移动的设备部件，如地脚螺栓的在线硬度检测，也需要采用里氏硬度转化为布氏硬度或洛氏硬度方法进行检测。
3.3表面防腐
根据核电站现场紧固件使用过程的经验反馈，高强度螺栓(抗拉强度超过lOOOMPa)容易发生氢致应力腐蚀开裂。氢致应力腐蚀开裂的机制是，紧固件在加载预紧力后，材料中原有的氢通过应力诱导扩散富集在缺陷处，促进缺陷扩展;同时在局部腐蚀环境下，阴极电化学反应也会产氢并加剧氢的积聚；当缺陷处氢积聚到一定程度后，在外力作用下，氢致应力腐蚀裂纹形成、发展并最终导致紧固件断裂141。
4.紧固件的质量监督及控制
另外,对采购紧固件增加人厂/场复验,不仅可有效保证紧固件能够满足设计标准，而且也可在一定程度上避免紧固件制造厂完工报告资料不完整或存在虚假数据等现象，同时也在一定程度上保证了紧固件的质量可靠。
5.结论
本文首先介绍了紧固件制造工艺流程，并在此基础上分析讨论了紧固件生产制造中的管理和技术问题，并给出了对应解决方案;针对完工报告中性能数据不完整等问题，给出了加强质量保证体系的解决方法，另外对紧固件实施人厂/场复验，也在可一定程度上保证其质量可靠性。
关键词:二氯二氢硅；功能高分子材料；吸附；反歧化；
中图分类号：TQ342文献标识码：A
Functionalpolymermaterialsintheapplicationofthepolysiliconproduction
XiaoRonghuiLiuJianhuaWanYe
ChinaENFIEngineeringCorporationBeijing100038
Abstract:IntheproductionofpolysiliconwithModifiedSiemensprocess,thesystemwillbeenrichedinB,whichisdifficulttoremove,andhasagreatimpactonproductquality.Inaddition,thesystemwillgenerateacertainamountofbyproductsTrichlorosilane,whichisdifficulttorecoveryandhasabigsecurityrisk.Withtherapiddevelopmentoffunctionalmaterials,adsorptionandionexchangetechnologyisanotherwidelyusedchemicalseparationtechniqueafterdistillation,extraction,etc.Thefunctionalpolymermaterialsdevelopmentrapidlyintheapplicationofpolysiliconproduction,especiallyintheuseofBimpuritiesandTrichlorosilaneinversedisproportionationreaction.
Keywords:Trichlorosilane;FunctionalPolymerMaterials;Adsorption;inversedisproportionation.
1．前言
2．能高分子材料的原理、检测和生产流程
目前吸附分离领域应用的树脂主要是大孔吸附树脂，即非离子型高分子聚合物，具有吸附性和筛选性，化学性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂，对有机物选择性好，不受无机盐等离子和低分子化合物的影响。大孔吸附树脂是在合成时加入惰性的制孔剂，待网络骨架固化和链结构单元形成后，再用溶剂萃取或水洗蒸馏将其去除，就形成了不受外界条件影响的孔隙，孔径一般在100~1000nm[5]。
生产树脂主要的工艺流程为：给料混料反应固液分离溶剂清洗固体干燥粒度筛分分装。
3．附功能材料在多晶硅除B杂质中的应用
多晶硅生产中，原料中B、P主要以三氯化硼和三氯化磷形式存在，不易除去，影响产品品质。据报道，在多晶硅除B领域主要使用大孔螯合树脂，螯合树脂是一类能与离子形成多配位络合物的交联功能高分子材料，吸附机理是树脂上的功能原子与目标离子发生配位反应，形成类似小分子螯合物的稳定结构，是一种有选择的螯合特定离子的高分子化合物。与普通树脂相比，螯合树脂与目标物的结合力更强，选择性也更高，适合于低浓度下物质的吸附[6]，采用螯合树脂对三氯氢硅进行预处理除杂，可供给精馏工段优质稳定的原料，减轻精馏工段的负荷，有利于提高产量和降低产品的能源单耗。
螯合树脂对于三氯氢硅料体液去除杂质的流程如下：
原料三氯氢硅螯合树脂吸附精馏纯化还原系统。
螯合树脂吸附所采用的吸附装置主要由树脂吸附柱、过滤器等几部分组成，根据实际情况选用两组以上的吸附装置，过滤器孔隙一般选80目左右，吸附柱一般采用316L不锈钢制造，规格为Φ1200X2500，吸附柱数量为3台，每柱装填树脂2m3，全部树脂用量合计为6m3，单柱运行时每小时进料流量为10吨，树脂使用前用氮气进行置换，将柱中残留空气排出系统，烘干后使用，进料采用下进上出的模式进行，每周期运行约24~48小时。料液通过吸附柱后经精密过滤器过滤后进入精馏装置，精密过滤装置避免树脂进入精馏系统。
吸附树脂在多晶硅除B中应用较多，可实现将液体氯硅烷中B含量从上千ppb处理为低于5个ppb以内，通常除硼装置放在精馏前，用于除去氯硅烷产品中的B，除硼吸附剂粒径为0.45~1.35mm，呈淡黄色，形貌如下图1a所示。吸附树脂在运行一个周期之后，树脂的活性会降低，需要进行再生后使用，再生的周期一般为1年左右。
螯合树脂预处理除杂的工艺有如下优点[7]:
（1）螯合树脂对硼磷等杂质去除率高，工艺控制简单，简化了操作，可供给精馏工段优质稳定的原料；
（2）只有少量的硼磷杂质进入精馏工段，极大的减轻了精馏工段的负荷，同样规模的精馏装置可产出更多的产品，并且可大大降低产品的能源单耗；
（3）通过吸附和精馏两步除杂的工艺，可进一步提高产品质量；
（4）杂质量减少会对精馏收率的提高有所帮助。
目前最大规模除B装置是配套1.2万t多晶硅/年，生产的氯硅烷全部经过除硼吸附装置处理，据反映效果很好。除B吸附装置，见下图1b。
图1a:除B吸附树脂形貌；图1b：除B吸附装置图
4．高分子材料在多晶硅反歧化中的应用
4.1反歧化催化剂的催化原理和催化剂类型
二氯二氢硅沸点只有8.3℃，自燃温度58℃，为强腐蚀有毒气体，在空气中发生反应产生白色烟雾，遇明火、高热会发生燃烧或爆炸，不易现场长期储存[8]，因此二氯二氢硅的回收及利用不仅可以有效的消除安全隐患，而且可以一定程度降低生产成本。反歧化工艺最早由美国UCC公司研发应用，是回收二氯二氢硅的一个重要方法。
反歧化反应的原理：
主反应：SiH2Cl2+SiCl4==2SiHCl3(催化条件下进行)
副反应：SiH3Cl+SiHCl3==2SiH2Cl2
2SiH3Cl=SiH4+SiH2Cl2
二氯二氢硅反歧化催化剂主要有氰类、活性炭、金属氯化物、杂环类、胺\铵盐及酰胺类、负载类催化剂，目前应用最广泛的是碱性大孔催化树脂，大孔的苯乙烯与二乙烯苯交联，上有叔胺基官能团，反歧化催化剂粒径为0.4~1.1mm，形貌如下图2所示，二氯二氢硅的转化率高达90%以上。反歧化树脂在运行一个周期之后，树脂的活性会降低，需要进行再生后使用，再生的周期一般为1年左右。
图2反歧化树脂形貌
4.2反歧化催化剂的应用
将液态的二氯二氢硅和四氯化硅安装一定的配比在管道混合器中混合，混合后送缓冲罐，再泵送至反歧化预热器，预热后的物料送至固定床反应器中进行催化反应，反应后的产品送冷却器冷却，然后送提纯系统，通过反歧化反应，绝大部分的二氯二氢硅与等摩尔的四氯化硅转化为三氯氢硅，有效的回收了二氯二氢硅和四氯化硅，系统流程图见图3。
影响反应转化率的主要因素有进料配比，反应器温度和压力，以及树脂自身特性[9]。混合料的配比通过二氯二氢硅和四氯化硅进料调节阀进行联锁调节，二氯二氢硅反歧化反应为放热反应，通过预热器热水调节阀调节混合料进反应器温度，反歧化反应器压力通过塔顶出口管道调节阀进行调节。在反应温度不变的情况下，随着二氯二氢硅进料比的提高，二氯二氢硅转化率呈逐渐升高趋势，随后达到稳定值。另外，随着温度的升高，转化率也逐渐提高，在达到一个最大值后，如温度继续升高，转化率会降低，因为温度过高，催化剂失去活性而失效，因此在生产过程中要严格控制反应器内温度的变化。因为反歧化反应涉及SiH2Cl2，SiCl4，SiHCl3，SiH3Cl，SiH4五种物质，它们有一个共同特性，就是在合适的催化剂作用下，氯原子和氢原子与硅原子所连接的化学键能自由地打开，这样围绕硅原子的氯原子和氢原子可以相互转移，而转移平衡后形成的混合物的性质取决于氯原子和硅原子的比值，因此，在特定的床层压力下的氯原子和硅原子的比值越高，二氯二氢硅的转化率也越高，而特定催化剂温度越高，活性越高，打断氯硅键的能力越高。
反歧化在国内多晶硅应用较为广泛，例如徐州中能硅业科技发展有限公司，陕西天宏硅材料责任有限公司，洛阳中硅高科技有限公司，国电内蒙古晶阳能源有限公司等。
图3反歧化系统流程图
5．结论与展望
随着功能材料的快速发展，功能高分子材料在化工领域的应用日渐广泛，成为继蒸馏，萃取，吸收等典型化工分离手段之后，逐渐在化工行业普遍使用的一种化工分离操作技术。
在多晶硅生产上，除硼装置一般放在精馏前或精馏后，用于除去氯硅烷产品中的B，极大减轻了精馏工段的负荷，降低产品的能源单耗，提高产品收率，降低生产工艺的波动，节能环保。
反歧化系统消耗回收了二氯二氢硅和四氯化硅，降低生产成本的同时消除了二氯二氢硅的储存安全隐患，因此在国内推广和应用较为广泛，一条二氯二氢硅3t/h的反歧化系统相当于2条三氯氢硅产量为70t/d的氢化生产线，节能效果明显。
参考文献
[1]郭瑾,李积和.国内外多晶硅工业现状[J].上海有色金属,2007,28(1):20-25
[2]樊舜尧,师文林.多晶硅生产技术及发展现状[J].新材料产业,2008,10:22-27
[3]黄国强,孙帅帅.反歧化反应精馏处理二氯二氢硅[J].化学工程,2014,42(1):1-2
[4]吕传香.新型功能高分子材料[J].广州化工,2013,41(20):6-11
[5]王跃生.大孔吸附树脂的研究进展[J].中国中药杂志,2006,31(12):5-13
[6]耿建暖.螯合吸附分离功能纤维的研究进展[J].功能高分子学报,2004,17(3):6-12
[7]向万宏,刘峥.螯合树脂的合成及应用研究新进展[J].化工技术与开发,2003,32(2):7-9
关键词：污水；选址；工艺；设计
随着社会对环境的重视程度不断增加，近年来，我国的许多城市已经开始对污水进行治理，减少了污水向地下水流向的可能，不断采用污水处理新技术，将污水处理做为一项长期重点工程来抓，而且已经初见成效，为我国的可持续发展奠定了坚持基础。未来的和谐社会对城市的评价指标中环境将是一个很重要的数据，因此建设城市污水处理厂非常有必要[1]。
1.污水厂选址
首先污水厂的位置选择，需要与城市的总体规划相一致，从大局出发，避免造成相互矛盾的情况，在城市的总体规划与排水工程总体规划中可以很清楚地看到污水厂适宜建设的位置。另外厂址宜建在水源的下游，同时位于城市工业园、居民居住区的下游。从卫生角度讲，污水处理厂应该与上述两个区域保持着三百米以上的距离。同时考虑到风向因素，厂址宜建设在主导风向的下风，结合着城市的污水管网共同考虑。厂址的选择还要注意污水流向问题，应该选择城市中较低的地理位置，凭借重力保持污水流动。在污水处理厂附近区域，应该保持良好的交通环境、水电利用条件与地质条件，厂区应该不被水淹，有足够的排涝、防洪条件。从长远角度讲，污水处理厂有可能存在扩建的可能，所以需要在周围留出足够的空间。
2.某污水厂污水处理工艺
2.1工程简介
2.2工艺流程
一般来讲，污水处理工艺根据源水的水质以及出水的要求、规模与成本等因素考虑。目前的主要污水处理工艺有以下三种：
首先是活性污泥法。这种工艺流程是水体自净功能的人工强化，利用微生物在曝气池中与污水接触的方法达到净化的效果。活性污泥法又包括标准活性污泥法、STEP曝气法、分段式曝气法等，目前占居主导地位，比较适合于应用在生活污水比例较大的城市污水处理中。
三是生物膜法。它是与活性污泥处理法相当的一种好氧处理技术。它重点是利用土壤自净化的特点，人工作用更强一些。它利用固着在惰性材料表面的膜状生物群落使其与污水不断进行接触，从而达到净化的目的。按照接触方式不同，可以分为生物滤池法、生物转盘法与生物接触氧化法等三种。
某污水处理厂结合园区特点采用的是改良A2/O工艺和砾石滤池加人工湿地进行深度处理的组合式工艺，共分为五大主要运营管理单元。一是污水的提升及一级处理单元，它主要包括粗格栅、提升泵、细格栅、沉砂池等；二是二级生物处理单元，主要为生物池；三是二沉池、回流与污泥处理单元，重点指是的脱水车间；四是砾石滤池与人工湿地深度处理单元；五是以加氯间为主体的加氯消毒处理单元。它的主要工艺流程图中下图所示[3]。
2.3进水水质分析
从2009年的11月至2010年的6月，经过半年多的测量，专家已经掌握了该污水处理厂的实际进水量与主要的水质指标，经过分析，对进水流量、COD、BOD以及SS等变化已经能够形成比较明确的趋势图，另外对于NH2-N、TN、TP等变化也进行了初步掌握[4]。
从图2中可以看出，污水厂的进水流量呈现出一个比较大的波动范围，从1.3万立方到2.3万立方不等，远远没有达到设计预定的3万立方的极值。处理厂的进水COD浓度较低，均值一般保持在99毫克/升左右，而BOD的均值保持在25.7毫克/升左右，二者的比值可生化性相对较差，比例小于0.3，属于碳源受限型污水。
我们从水源的水质进行分析，由于产业园中的企业以高科技企业为主，电子信息产业与模具机械制造两大行业占绝大多数比例，所以它所产生的工业废水污染的浓度比较低，从而有机物浓度表现值也就比较低。另外有机物浓度低还有一个原因，那就是产业园区采用了雨水收集处理技术，利用管网把雨水与污水进行合流，从而稀释了有机物浓度。
从图3中可以得到以下结论，进水中TN、TP、NH3-N的浓度相对较高，均值分别达到了15.8毫克/升、1.52毫克/升、10.1毫克/升，这就造成了BOD/TN、BOD/TP指数相对于其他一般的城市污水处理厂同指标更低一些，均值分别为1.76与18.0。
从以上数据可以看出，污水生物脱氧与生物除磷碳源不足的矛盾非常大，让出水标准面临着碳源不足的问题，从而影响到生活脱氮除磷化的实际效果，很明显地呈现出“进水浓度低、出水要求高”的特点。
2.4工艺出水水质分析
经过数据分析，可以看出，A2/O工艺对于COD、BOD以及NH3-N的去除效果非常好，可以达到一级A的排放标准。经过人工湿地后所出水的COD、BOD、SS以及NH3-N去除率分别提高到了89%、95%、91.8%与96.6%，平均浓度分别为9.9毫克/升、1.20毫克/升、9.8毫克/升、0.3毫克/升，以上指标均满足地表水Ⅲ类水的排放标准。
但同时我们可以看到整体工艺对于TN与TP的处理效果欠佳，平均去除率仅为24.9%与47.3%。造成这种效果不佳的原因主要是与系统碳源不足有关。A2/O工艺生物池中硝化作用进行地比较彻底，进水中的氨氮大多数都转变为了硝酸盐氮，但缺氧区的反硝化作用并不明显。另外A2/O工艺对于TP的去除效果不佳与系统污泥浓度有着比较大的关联，污水厂进水中有机物的浓度相对较低，系统中的有机容积负荷远没有达到设计值。生物处理系统的污泥浓度无法上升，而较低的污泥浓度又导致二次沉淀池中难以形成很好的絮体沉淀，所以A2/O出水的SS较高。污泥流失严重将会导致不断恶性循环。
2.5工艺优化
为了进一步提高整体工艺效率，提高出水指标，在原有污水处理厂的基础上，可以做出一些优化。
首先以强化反硝化为目标，在A2/O工艺缺氧段加入一部分外碳源，一般的污水处理厂都会使用到甲醇，它的投入量按照每还原1克NO2和1克NO3分别需要消耗1.53克与2.47克，在实际运用过程中，需要投入的量为289千克/天。
再就是围绕强化除磷，改善终沉淀效果，降低污泥流失，提高生物池污泥的浓度。这主要是需要在A2/O工艺生物池后续采用混凝的方法。在生物池的出水口施药，以管路为发生器，利用水流速度让絮凝齐与生物池的出水达到充分的融合，在终沉池中完成絮体沉降。经过对聚合氯化铝、聚全硫酸铁以及其他几种试剂的效果观察后，确定以聚合氯化铝作为工程用药，确定其投入量为10毫克/升[5]。
从以上两种流程设置来看，优化方案无需要对建筑本身进行改动，就可以达到预定效果。如此，大大降低投入成本，让工艺流程更加灵活多变，通过验证，确认以上效果。
结语
通过对某污水处理厂的工艺流程优化、跟踪、改善、验证，发现在污水处理过程中有可能会需要根据特定的水质进行更多的药剂、催化剂的投放，以得到更佳的处理效果，最终达到地表水Ⅲ类排放标准。污水处理厂址的选择与工艺流程的制定都需要根据当地的水质特点、地理特点进行确定，结合多种因素，最终得到最优化的方案。
参考文献：
[1]闫莉.城市污水处理的工艺选择[J].沿海企业与科技.2010(04).
[2]郭长宏.浅析大型石化企业污水深度处理与回用的技术措施[J].价值工程.2011(12).
[3]张强.我国污水处理事业现状及今后发展趋势[J].北方环境.2011(05).