[發(fā)明專利]一種金屬硅細(xì)粉造冶金團(tuán)粒的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010236075.1
• 申請(qǐng)日: 2010-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101884895A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈韶忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈韶忠
• 主分類號(hào): B01J2/22
• 分類號(hào): B01J2/22;C22B1/244;C01B33/02
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種金屬硅細(xì)粉造冶金團(tuán)粒的方法。。

背景技術(shù)

金屬硅，又稱工業(yè)硅、結(jié)晶硅，目前全球的年消費(fèi)量約150萬(wàn)噸。其中約50%是冶金級(jí)，主要用于配制硅鋁明合金或硅鋼等其他含硅合金；另有50%是化工級(jí)，主要用于生產(chǎn)有機(jī)硅單體以及西門子法提純多晶硅。近年來(lái)化工級(jí)需求增長(zhǎng)較快，主要是光伏產(chǎn)業(yè)快速成長(zhǎng)拉動(dòng)多晶硅需求不斷擴(kuò)大所致。

化工級(jí)的用戶需要金屬硅粉體，典型粒度如45-425微米、100-250微米等等。而初級(jí)冶煉出來(lái)的金屬硅產(chǎn)品粒度一般為塊狀，如10-100毫米，所以需要將金屬硅塊加工成粉狀以適應(yīng)用戶要求。由于金屬硅很脆，粉碎過(guò)程容易產(chǎn)生過(guò)度粉碎現(xiàn)象，大量的過(guò)粉碎細(xì)粉副產(chǎn)品成為該行業(yè)發(fā)展的沉重包袱。

上述過(guò)粉碎的金屬硅細(xì)粉，雖然一部分可用于耐火材料等行業(yè)，但是這些需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法消化金屬硅粉體加工產(chǎn)生的過(guò)細(xì)粉。

業(yè)內(nèi)試圖將這些過(guò)細(xì)粉重新熔化制成金屬硅塊回收利用，但由于金屬硅細(xì)粉的比重很輕，在高溫爐中過(guò)細(xì)粉隨熱空氣上升飛揚(yáng)，使重熔變得不可行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)金屬硅細(xì)粉回收過(guò)程中的問(wèn)題，提出一種金屬硅細(xì)粉造冶金團(tuán)粒的方法，從而實(shí)現(xiàn)金屬硅細(xì)粉在高溫爐中重熔回收利用。

該方法是在金屬硅細(xì)粉造團(tuán)工藝中加入粘結(jié)劑，與水混合攪拌均與后，壓成團(tuán)粒，干燥至恒重即為金屬硅細(xì)粉冶金團(tuán)粒。

具體工藝流程為（1）將金屬硅細(xì)粉和粘結(jié)劑粉末在室溫下充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍徽辰Y(jié)劑的添加重量占硅細(xì)粉0.5%-5%；（2）加入金屬硅細(xì)粉和粘結(jié)劑混合物總重量的6%-80%自來(lái)水，同時(shí)攪拌均勻；（3）將上述濕潤(rùn)物料加入造團(tuán)機(jī)的腔內(nèi)，將物料壓成團(tuán)粒；（4）潮濕團(tuán)粒自然晾干，或者在110-150攝氏度烘干環(huán)境中充分干燥至恒重，即為金屬硅細(xì)粉冶金團(tuán)粒。以上方法所述金屬硅細(xì)粉粒徑范圍在20-120微米，粘結(jié)劑為聚陰離子纖維素。

由于金屬硅是一種脆性物質(zhì)，莫氏硬度達(dá)到6.5-7級(jí)，自身韌性較差，顆粒之間不易勾連、吸附，因而粘結(jié)性不好。單純施加高壓不能使之成型并具有冶金團(tuán)粒要求的強(qiáng)度，故需要添加合適的粘結(jié)劑。而所使用的粘結(jié)劑，需要達(dá)到以下幾個(gè)要求：一是粘結(jié)力強(qiáng)，團(tuán)粒達(dá)到冶金團(tuán)粒強(qiáng)度要求，并盡量減少用量以節(jié)約成本；二是保證在金屬硅細(xì)粉團(tuán)粒達(dá)到1414攝氏度熔點(diǎn)之前，團(tuán)粒不散不粉；三是粘結(jié)劑本身在金屬硅細(xì)粉團(tuán)粒熔化之后，并在工業(yè)中頻高溫爐工作溫度1600攝氏度之前，能最大限度分解氣化，避免成為雜質(zhì)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：解決了困擾金屬硅粉體加工行業(yè)的過(guò)細(xì)粉副產(chǎn)品回收利用問(wèn)題，對(duì)該行業(yè)發(fā)展有重要意義；有機(jī)類的纖維素粘結(jié)劑，用量少，無(wú)毒無(wú)味，環(huán)境友好；整個(gè)工藝操作簡(jiǎn)便易行。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的金屬硅細(xì)粉造冶金團(tuán)粒的方法的工藝流程：（1）將金屬硅細(xì)粉和有機(jī)類的纖維素粘結(jié)劑粉末在室溫下充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颉Ｕ辰Y(jié)劑的添加重量根據(jù)金屬硅細(xì)粉的細(xì)度在0.5%-5%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。（2）通過(guò)水霧噴淋系統(tǒng)加入相當(dāng)于金屬硅細(xì)粉和有機(jī)類的纖維素粘結(jié)劑混合物總重的6-80%的自來(lái)水，同時(shí)攪拌均勻。（3）將濕潤(rùn)物料加入造團(tuán)機(jī)的腔內(nèi)，將物料壓成團(tuán)粒。（4）潮濕團(tuán)粒可自然晾干，或者在110-150攝氏度烘干環(huán)境中充分干燥至恒重，即完成金屬硅細(xì)粉冶金團(tuán)粒的制作。

以下是本發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求的幾個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明不僅限于此。

實(shí)施例1

⑴將金屬硅細(xì)粉和聚陰離子纖維素粉末在室溫下充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍徽辰Y(jié)劑的添加重量占硅細(xì)粉的0.5%；⑵加入金屬硅細(xì)粉和粘結(jié)劑混合物總重量的6%的水，同時(shí)攪拌均勻；⑶將上述濕潤(rùn)物料加入造團(tuán)機(jī)的腔內(nèi)，將物料壓成團(tuán)粒；⑷潮濕團(tuán)粒可自然晾干至恒重，即為金屬硅細(xì)粉冶金團(tuán)粒。

實(shí)施例2

⑴將金屬硅細(xì)粉和聚陰離子纖維素粉末在室溫下充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍徽辰Y(jié)劑的添加重量占硅細(xì)粉的2.5%；⑵加入金屬硅細(xì)粉和粘結(jié)劑混合物總重量的40%的水，同時(shí)攪拌均勻；⑶將上述濕潤(rùn)物料加入造團(tuán)機(jī)的腔內(nèi)，將物料壓成團(tuán)粒；⑷潮濕團(tuán)粒在110攝氏度烘干環(huán)境中充分干燥至恒重，即為金屬硅細(xì)粉冶金團(tuán)粒。

實(shí)施例3

⑴將金屬硅細(xì)粉和聚陰離子纖維素粉末在室溫下充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍徽辰Y(jié)劑的添加重量占硅細(xì)粉的5%；⑵加入金屬硅細(xì)粉和粘結(jié)劑混合物總重量的80%的水，同時(shí)攪拌均勻；⑶將上述濕潤(rùn)物料加入造團(tuán)機(jī)的腔內(nèi)，將物料壓成團(tuán)粒；⑷潮濕團(tuán)粒在150攝氏度烘干環(huán)境中充分干燥至恒重，即為金屬硅細(xì)粉冶金團(tuán)粒。

物理性能測(cè)試：

根據(jù)以上所述的實(shí)施例制成的金屬硅細(xì)粉團(tuán)粒，從80厘米高度自由落體墜落水泥地面，連續(xù)6次，不碎不裂；1414攝氏度以下，團(tuán)粒不散不粉；在1420-1600攝氏度之間，粘結(jié)劑分解成水、二氧化碳等，氣化脫離金屬硅粒，幾乎不影響物料純度。