[發(fā)明專利]金屬硅粉制備工藝及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510343916.1
• 申請日: 2015-06-21
• 公開（公告）號: CN104923370B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 方紅承;曹炎華;曹華俊;彭金鑫;譚軍;母清林;羅燚
• 申請（專利權(quán)）人: 合盛硅業(yè)股份有限公司
• 主分類號: B02C21/00
• 分類號: B02C21/00;B02C13/14;B07B1/30;B07B1/42;B07B1/46
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 沈志良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬硅粉的制備工藝和用于制備硅粉的裝置。

背景技術(shù)

硅粉加工是指將冶煉出來的硅塊(25~80mm)，經(jīng)過特殊的工藝破碎，生產(chǎn)成為指定粒度(通常80~400μm)范圍的硅粉的過程。用于有機硅和多晶硅生產(chǎn)的金屬硅粉，必須具備相應(yīng)的技術(shù)指標，金屬硅粉的關(guān)鍵技術(shù)指標：化學成份、粒度、形貌、比表面積、理化性能體現(xiàn)了金屬硅粉的化學反應(yīng)活性，關(guān)鍵技術(shù)指標是制取有機硅、多晶硅高品質(zhì)的一個重要依據(jù)。

硅粉的粒度指標直接影響到其形貌和比表面積，從而直接影響到金屬硅粉的化學反應(yīng)活性，因此多晶硅和有機硅對所用金屬硅粉的粒度有嚴格的要求，在符合使用要求的前提下，如何降低制粉成本是提高產(chǎn)品生產(chǎn)效益的關(guān)鍵。

以硅塊為原料制取硅粉的方法很多，其中常見的有雷蒙法、對輥法、盤磨法和沖旋法，從制粉原理看，前三者是擠壓粉碎，后一種是沖擊粉碎。不同制粉方法得到的硅粉，其微觀結(jié)構(gòu)、比表面積、粒徑分布和表面氧化等各方面的技術(shù)參數(shù)不盡相同，硅粉的反應(yīng)活性自然也有所區(qū)別。因此，需選取合適的硅粉生產(chǎn)工藝及裝置。

現(xiàn)有的硅粉生產(chǎn)工藝有：

立式磨的硅粉生產(chǎn)工藝：該工藝生產(chǎn)工藝中，硅塊經(jīng)烘干、破碎后給入立式磨，研磨后的硅粉被循環(huán)氣流帶出，經(jīng)收集器收集，收下的粉料經(jīng)振動篩篩分，篩上粗粒返回磨機， 篩下細粒進入成品倉。收集器排出的含塵氣體大部分循環(huán)，少部分含塵氣體直接高空排放。該工藝的主要設(shè)備包括立式磨；收集器；離心風機；振動篩。

雷蒙磨的硅粉生產(chǎn)工藝：該工藝生產(chǎn)工藝中，硅塊經(jīng)烘干、破碎后給入雷蒙磨，研磨后的硅粉被循環(huán)氣流帶出，經(jīng)旋風收塵器收塵，收下的粉料經(jīng)振動篩篩分，篩上物料返回雷蒙磨，篩下物料進入成品倉。旋風收塵器排出的含塵氣體大部分循環(huán)，少部分含塵氣體不達標，需經(jīng)兩級除塵，一級洗滌后高空排放。該工藝的主要設(shè)備包括雷蒙磨；一級旋風分級器，兩級收塵器，一級洗滌除塵器，風機和振動篩。

鋼球磨的硅粉生產(chǎn)工藝：該工藝生產(chǎn)工藝中，硅塊經(jīng)烘干、破碎后給入鋼球磨，研磨后的硅粉被循環(huán)氣流帶出，經(jīng)分離器分離，粗粒返回鋼球磨，細粒經(jīng)旋風收塵器收塵進入成品倉。旋風收塵器出來的含塵氣體大部分循環(huán)，少部分含塵氣體經(jīng)一級布袋除塵，一級洗滌后高空排放。該工藝的主要設(shè)備包括鋼球磨、一級分離器、一級旋風分級器，一級收塵器，一級洗滌除塵器和風機。

沖旋粉碎機的硅粉生產(chǎn)工藝：該工藝生產(chǎn)工藝中，硅塊經(jīng)烘干、破碎后給入沖旋粉碎機粉碎，粉碎的物料被引風機氣流帶出，經(jīng)旋風分離器分離，細粉經(jīng)收集器收集進入細粉倉，尾氣高空排放；粗粉給入振動篩篩分，篩上粗粒返回沖旋粉碎機，篩下產(chǎn)品(中粉)進入成品倉。該工藝的主要設(shè)備包括沖旋粉碎機、旋風分離器、收集器、振動篩和風機。

雷蒙磨和鋼球磨較早應(yīng)用于研磨硅粉，但因工藝流程復雜，效率低，硅粉的產(chǎn)品粒度較細，工藝參數(shù)調(diào)整困難，噪音大，需加隔音罩；研磨介質(zhì)磨輥、鋼球、襯板耗量大；硅粉含鐵量高；研磨對系統(tǒng)含氧量要求高，必須在氮氣保護下進行，氮氣消耗量大，因此目前已很少使用雷蒙磨和鋼球磨研磨硅粉。

對比各種硅粉生產(chǎn)工藝，現(xiàn)采用的工藝主要是臥式和立式?jīng)_旋二種。

所述的臥式?jīng)_旋流程如圖1所示，硅塊經(jīng)鄂式破碎機初級粉碎，進入碎料倉，再送入臥式粉碎機研磨粉碎，粉碎的物料被引風機氣流帶出，經(jīng)旋風分離器分離，細粉經(jīng)布袋吸塵器收集進入細粉倉，包裝外售；混和粗粉進入直線振動篩篩分，篩上粗粒返回臥式粉碎機，篩下產(chǎn)品(中粉)進入成品倉。

所述的立式?jīng)_旋流程如圖2所示，硅塊經(jīng)鄂式破碎機初級粉碎，進入碎料倉，再送入立式粉碎機研磨粉碎，粉碎物料的細粉經(jīng)布袋吸塵器收集進入細粉倉，包裝外售；粉碎的物料的混和粗粉通過斗式提升機進入直線振動篩篩分，篩上粗粒返回臥式粉碎機，篩下產(chǎn)品(中粉)進入成品倉。

所述的顎式破碎機如圖7所示，其工作部分是兩塊顎板，一是固定顎板111（定顎），垂直（或上端略外傾）固定在機體前壁上，另一是活動顎板112（動顎），位置傾斜，與固定顎板形成上大下小的破碎腔（工作腔）。活動顎板對著固定顎板做周期性的往復運動，時而分開，時而靠近。分開時，物料進入破碎腔，成品從下部卸出；靠近時，使裝在兩塊顎板之間的物料受到擠壓，彎折和劈裂作用而破碎。顎式破碎機出料顆粒大小通過調(diào)整排料口大小進行調(diào)整。對金屬硅塊破碎可達到3厘米以下，但存在有粗顆粒掉落的情況。