[發(fā)明專利]利用晶體硅切割廢粉料冶煉硅鐵的生產(chǎn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610068464.5
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105567968A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐華應(yīng);吳孝;鄭再春;鄭惠麗
• 申請（專利權(quán)）人: 四川川投峨眉鐵合金（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號: C22B4/06
• 分類號: C22B4/06;C22C33/04;C22C35/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 方強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用晶體硅切割廢粉料冶煉硅鐵的生產(chǎn)方法，屬于回收利用晶體 硅切片的廢粉料來冶煉硅鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著全球太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，對晶體硅產(chǎn)品（包括多晶硅和單晶硅）的市 場需求量日益增大，晶體硅切片行業(yè)的加工規(guī)模也越來越大。迄今為止，在我國現(xiàn)行晶體硅 切片行業(yè)中，大都是采用技術(shù)較為成熟的“線切割”切片工藝，它是由機(jī)器導(dǎo)輪帶動鋼絲線 高速運(yùn)轉(zhuǎn)將以聚乙二醇為主要成份的切割液和碳化硅微粉混合的砂漿送到切割區(qū)對晶體 硅錠進(jìn)行切割來完成切片作業(yè)。在切片作業(yè)過程中會有大量硅粉末（約占晶體硅錠重量的 20%—40%）掉入切割液中，當(dāng)切割液中沉積的硅粉末數(shù)量逐漸增多時就會影響切割性能而 成為含硅砂漿廢料被排棄。據(jù)調(diào)查了解：我國晶體硅切片行業(yè)每年排放廢棄的切割砂漿廢 料的數(shù)量十分巨大，在排棄的砂漿廢料中主要含有約30%的高純單質(zhì)硅、35%的碳化硅、20% 的聚乙二醇和水以及少量的鐵氧化物。現(xiàn)行晶體硅切片行業(yè)僅對砂漿廢料中容易提取的聚 乙二醇采取了回收利用的技術(shù)措施，而對提取聚乙二醇后剩余的大量尾粉料（主要是硅粉 末廢料和部分碳化硅及鋼絲線消耗的鐵氧化物混合物，它是以高純硅和碳化硅為主要成分 且具有高載能、強(qiáng)還原特性的硅資源）卻一直沒有采取處理措施，大量的尾粉料長期以來一 直都是隨意堆放廢棄于周邊場地而形成巨大的“粉堆山”，這已成為一個嚴(yán)重威脅環(huán)境安 全、一時又難于消化解決的“粉堆山”污染公害，已被當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門列為重點監(jiān)測的高危污 染點；由于這些尾粉料還具有較強(qiáng)的化學(xué)活性，極易發(fā)生自燃現(xiàn)象甚至引發(fā)粉爆事故，同時 也被消防部門列為重點防范對象。這已成為長期困擾我國晶體硅切片行業(yè)生存和發(fā)展的一 個嚴(yán)峻問題，怎樣開發(fā)利用尾粉料進(jìn)而解決晶體硅切片行業(yè)的污染問題將是關(guān)系到我國光 伏產(chǎn)業(yè)能否持續(xù)發(fā)展的一個重大技術(shù)課題。根據(jù)冶金理論分析：在這些尾粉料中含有的具 有高儲能強(qiáng)還原特性的單質(zhì)晶體硅和碳化硅應(yīng)當(dāng)是冶金行業(yè)生產(chǎn)冶煉硅鐵產(chǎn)品所需的硅 原料，怎樣開發(fā)利用晶體硅切片行業(yè)堆積廢棄的這座巨大的“粉堆山”硅資源并用作冶煉硅 鐵產(chǎn)品的原料？這正是本發(fā)明想要解決的一個技術(shù)課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在現(xiàn)有冶金技術(shù)的基礎(chǔ)上提出一種利用晶體硅切割廢粉料冶煉 硅鐵的生產(chǎn)方法，它能有效解決晶體硅切片行業(yè)因大量尾粉料堆放造成的環(huán)境污染問題， 又為冶煉硅鐵產(chǎn)品開發(fā)了一個高儲能強(qiáng)還原性的硅資源原料寶庫和一個高效低耗的硅鐵 生產(chǎn)新工藝。可極大地降低冶煉硅鐵的生產(chǎn)成本，對冶金行業(yè)開展節(jié)能減排降耗、資源綜合 利用工作具有顯著的環(huán)保效應(yīng)和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種利用晶體硅切割廢粉料冶煉硅鐵的生產(chǎn)方法，其特征在于：它依次按以下步驟進(jìn) 行，

①計量配料：按下述重量份配比計量稱取物料，

硅石原料1份，

晶體硅切割廢粉料0.03—1.20份，

焦炭0.25—0.52份，

鐵質(zhì)原料0.05—0.35份，

上述“晶體硅切割廢粉料”是指對多晶硅、單晶硅切片作業(yè)所產(chǎn)生的切割砂漿廢料進(jìn)行 回收得到的硅粉末廢料；

②入爐冶煉：將“計量配料”步驟中按重量份配比計量稱取的物料輸入鐵合金冶煉礦 熱爐內(nèi)，按冶煉硅鐵要求的生產(chǎn)工藝進(jìn)行冶煉作業(yè)；

③鐵水澆注：對冶煉合格的液態(tài)鐵水進(jìn)行扒除爐渣作業(yè)后，將鐵水澆注于錠模內(nèi)；

④精整去渣：待冷卻后進(jìn)行精整作業(yè)去除夾帶爐渣，即可制得硅鐵產(chǎn)品。

更進(jìn)一步地說，在“計量配料”步驟中，它是按下述優(yōu)化的重量份配比計量稱取物 料：

硅石原料1份，

晶體硅切割廢粉料0.50—0.90份，

焦炭0.35—0.45份，

鐵質(zhì)原料0.15—0.25份。

在“計量配料”步驟中，它是按下述進(jìn)一步優(yōu)化的重量份配比計量稱取物料：

硅石原料1份，

晶體硅切割廢粉料0.70份，

焦炭0.40份，

鐵質(zhì)原料0.20份。