[發明專利]一種工業硅冶煉用組合還原劑

有效

• 申請號: 201210075289.4
• 申請日: 2012-03-21
• 公開（公告）號: CN102602932A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 包崇軍;張安福;李宗有;謝剛;周開亮;和曉才;王吉坤;李曉陽;楊大錦;楊鋼;盧國洪;李懷仁;張金清;李小英;周杰;趙興凡;張忠益;于站良;刁微之
• 申請（專利權）人: 昆明冶金研究院;云南永昌硅業股份有限公司
• 主分類號: C01B33/021
• 分類號: C01B33/021
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司 53100
• 代理人: 陳左

技術領域

本發明涉及有色金屬冶煉領域，尤其是一種工業硅冶煉用組合還原劑。

背景技術

工業硅冶煉過程中所用的還原劑主要是木炭、木塊、石油焦和低灰分的煙煤，木炭因具有反應活性好、比電阻高、不易發生石墨化等優點而成為最能滿足冶煉硅要求的碳質還原劑。長期以來，我國工業硅生產企業一直是以木炭作為主要還原劑。但是木炭資源有限，破壞森林，因此限制了工業硅生產大量使用木炭的可能性；同時木炭也造成了工業硅生產成本的提高。目前，在工業硅生產中，石油焦、煙煤等還不能完全取代木炭，只能少量配入，因為石油焦和煙煤有以下缺點：石油焦高溫下石墨化程度高，還原活性低，釩和鎳含量高，易使催化劑中毒，使甲基硅烷轉化率和選擇性降低；煙煤灰分高，影響產品質量，揮發分高，易致料面溫度較高，而且還原劑燒損較多。

發明內容

本發明的目的是為解決工業硅冶煉過程中單靠木炭作為還原劑所存在的缺點或不足，而研制的一種工業硅冶煉用組合還原劑，以此降低生產成本，減少國家森林的消耗，保護生態環境。

本發明通過以下技術方案實現：

一種工業硅冶煉用組合還原劑，按質量比例由木炭55～75％、鋁電解廢陽極碳塊5～15％、洗精煤10～15％、石油焦5～15％和木塊1～5％組成。

所述組合還原劑的制備方法如下：

將鋁電解廢陽極碳先破碎到0-25mm，再與木炭、洗精煤、石油焦和木塊按上述的一定比例搭配混合均勻即得到組合還原劑。組合后的還原劑與硅石一起投入礦熱爐內熔煉。

本發明的有益效果表現為：

1、大大降低木炭在冶煉過程中的使用量，有效降低生產成本和林木的采伐量，擺脫企業生產受制于林的依賴；

2、降低了工業硅能耗及生產成本；

3、添加鋁電解廢陽極碳塊，實現了資源化的利用；

4、能有效的提高工業硅產品的質量和品級率。

本發明與現有的技術相比，創新點在于工業硅冶煉過程中的組合還原劑中添加了鋁電解廢陽極碳塊。鋁電解廢陽極碳塊含碳量高，揮發分和灰分低，用該組合還原劑冶煉金屬硅，使還原劑的利用效率提高，化學反應強度加強，產品質量也得到提高，工業硅產品的電極單耗降低10～12％，電單耗降低7％～9％。本發明對于提高我國工業硅冶煉的技術改進，實現節能降耗，提高傳統工藝的技術含量，促進硅工業生產的發展具有較大的現實意義。

具體實施方式

本發明提供的這種組合還原劑中木炭占55～75％，鋁電解廢陽極碳塊占5～15％、洗精煤10～15％、石油焦5～15％和木塊1～5％。

批料以400公斤粒度為60～100mm占75％的硅石為基礎，組合還原劑數量根據原料化學成分、經驗數據經計算而定。組合還原劑中的鋁電解廢陽極碳塊先破碎到0-25mm，再與木炭、洗精煤、石油焦和木塊按一定比例搭配混合均勻，組合還原劑中的木炭用量控制在不少于純碳量的四分之一。

組合還原劑中采用的鋁電解廢陽極碳塊也稱殘極，是指在鋁電解過程中，預焙陽極炭塊在電解槽上使用以后的殘余部分，陽極炭塊在使用周期內，隨著陽極被逐漸消耗，陽極機構帶動陽極炭塊下降，以保證電解槽穩定的極距。當使用一定時間后，炭塊已變得很薄，一般在13～18cm，為防止陽極鋼爪被電解質熔化，必須更換新的陽極炭塊組。產生的廢陽極碳塊量一般是陽極炭塊量的15％～25％，鋁電解廢陽極碳塊的炭含量約為97.66％，其中的固定碳含量高，揮發分和灰分低，屬于大塊狀物料，先將其通過破碎后，適當進行除雜處理后與其他還原劑配料混合入爐，組合還原劑混合均勻后投入礦熱爐內熔煉，熔煉方法與傳統的工業硅冶煉方法相同。

實施例一

冶煉工業硅的組合還原劑使用工藝如下：硅石處理量為38噸，經預先取樣分析的硅石二氧化硅含量為98.3％。組合還原劑按重量分95批次投入礦熱爐內，其每批次投入量為木炭154.2公斤，鋁電解廢陽極碳塊15.7公斤，洗精煤25.6公斤，石油焦17.2公斤，木塊3.5公斤，投入前組合還原劑充分混合均勻。冶煉完成后，產出17.5噸金屬硅，電極單耗45.1公斤/噸，碳單耗1.25噸/噸，電單耗10559.6kwh/t。

實施例二