[發明專利]一種還原熔煉微硅粉的方法

無效

• 申請號: 201210327693.6
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102786054A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 謝剛;和曉才;李懷仁;陳家輝;徐慶鑫;李永剛;楊大錦;徐亞飛;崔濤
• 申請（專利權）人: 昆明冶金研究院
• 主分類號: C01B33/023
• 分類號: C01B33/023;C01B33/025
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 陳左

技術領域

本發明屬于有色冶金生產技術領域，尤其是一種還原熔煉微硅粉的方法。

背景技術

中國近年來工業硅生產發展十分迅猛，約占世界工業硅總產量1/3，年出口量超過了60萬噸。經過多年發展，我國工業硅的產能、產量和出口量已均居世界首位。目前，我國工業硅年產量相當于全球總需求量的一半，對世界硅業和相關產業鏈的發展有著舉足輕重的影響。

微硅粉是工業硅生產中的伴生物，每生產一噸工業硅就大概伴有0.4噸的微硅粉生成。微硅粉一般作為添加劑使用，但是用量很少，每年都有大量的微硅粉堆積，對環境造成污染的同時還需要花費大量的資金去維持微硅粉的管理。大量伴生的微硅粉同時也造成了工業硅生產企業產能下降，生產成本變高，大大降低了我國工業硅產業的競爭力。由于微硅粉質量很輕，并且在生成時發生了形態的轉變，若直接將其作為原料運用到金屬硅冶煉中，將面臨加料以及物料還原這兩個難題。微硅粉的綜合利用已經成為了工業硅生產企業的一個難題，到目前為止，還沒有成熟的工藝綜合利用微硅粉，使其返回到工業硅的生產中。

發明內容

本發明提供一種還原熔煉微硅粉的方法,解決了工業硅生產行業中產生的微硅粉的還原技術,為工業硅生產行業粉塵的高值化利用提供簡單有效的新途徑。

本發明通過如下技術方案實現：

一種還原熔煉微硅粉的方法，其特征在于步驟為：

（1）把石英礦、木炭、煙煤及粘接劑硅酸鈉分別破碎成粒度為20～300μm；

（2）把破碎后的石英礦、木炭以及煙煤與微硅粉按照一定的摩爾比例進行混合，同時加入粘結劑硅酸鈉得到混合料；在混合過程中緩慢加入水，混合時間為5～30min；

（3）把混合料放入模具內進行壓制成型，壓制壓力為5～25t，在恒定壓力下至少保持10min時間后卸壓得到形狀大小合適的微硅粉球團；

（4）把微硅粉球團放入氣氛爐內進行焙燒，得到抗壓強度與密度都滿足還原要求的微硅粉球團；

（5）將焙燒后的微硅粉球團放入熔煉爐內進行還原熔煉。

作為本發明的優選方案：

所述步驟（2）的微硅粉與石英礦、木炭和煙煤的摩爾比為1:（0.5～1）:（0.8～1.2）:（1.2～1.6），粘結劑硅酸鈉的加入量占混合料總質量的3～10％；每100g混合料中加入的水為15～25ml。

所述步驟（4）球團焙燒，是在一定的溫度變化梯度下完成，焙燒溫度為500～1000℃，保溫時間為1～5h；焙燒時，需在還原性氣氛內進行。

所述步驟（5）熔煉爐為中頻感應爐或真空熔煉爐，還原熔煉的溫度為1600～1900℃。

本發明以微硅粉作為原料，通過混料、壓制、燒結、還原熔煉等過程使微硅粉作為原料重新返回到工業硅生產中，實現了的微硅粉資源化利用，不但可以解決工業硅生產企業微硅粉堆積造成資源浪費以及環境污染的問題，提高企業產能，降低生產成本，而且對我國工業硅冶金技術的進步和經濟社會的發展將具有不小的推動作用。本發明的創新點：1）采用粘接劑硅酸鈉，粘結效果好，微硅粉球團抗壓強度大，并且從源頭減少了雜質的進入，提高產品純度；2）直接以微硅粉作為原料,實現了微硅粉的還原熔煉,并運用到工業硅生產中，提高了企業的經濟效益；3）本發明工藝簡單，采用的原料價格低廉并且來源廣泛，環保，能耗低。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程圖。

具體實施方式

實施例一

1、把石英礦、木炭、煙煤以及新型有機粘結劑硅酸鈉分別進行破碎處理，破碎后物料的粒度為20～100μm。

2、把破碎后獲得一定粒度的石英礦、木炭以及煙煤等物料與微硅粉按照一定的摩爾比例進行混合，同時加入新型有機粘結劑硅酸鈉，混合時加入水15ml，混合5min得到混合料。微硅粉與石英礦、木炭以及煙煤的摩爾比為1:0.5:0.9:1.2。混合料的總質量為100g，粘結劑硅酸鈉的用量占混合料總質量的3％。

3、把混合料放入模具內進行壓制成型，壓制壓力為5t，在恒定壓力下保持10min后卸壓，把所得的微硅粉球團放入氣氛爐內進行焙燒，焙燒溫度為500℃，保溫2h。?

4、將焙燒后的微硅粉球團放入熔煉爐內進行還原熔煉，熔煉溫度為1700℃。熔煉結束后將所得金屬硅進行分析，微硅粉的還原率達到了80％。

實施例二

1、把石英礦、木炭、煙煤以及新型有機粘結劑硅酸鈉分別進行破碎處理，破碎后物料的粒度為60～150μm。