[發(fā)明專利]一種金屬硅還原劑的制備方法

有效

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• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105905910B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 劉思羽;劉旭東
• 申請（專利權）人: 邵東極源新材料有限公司
• 主分類號: C01B33/025
• 分類號: C01B33/025
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙)11435
• 代理人: 陳銘浩

技術領域

本發(fā)明涉及金屬硅生產加工領域，尤其涉及一種金屬硅還原劑的制備方法。

背景技術

硅是一種良好的半導體材料，應用范圍非常廣泛，在太陽能、電子、信息、航空航天、化學化工等領域都地位超然，是信息時代的基礎材料，而硅原料一般都是從硅石（SiO₂）中還原出來的。

現(xiàn)有的金屬硅大多采用木炭、煤炭或者油焦從硅石中還原出來，但是木炭、煤炭和焦油作為還原劑都有一定的缺陷，木炭是木材碳化制得，其生產成本高，區(qū)域性強，對森林破壞嚴重，不可持續(xù)發(fā)展，同時其料層占比大，生產環(huán)境差，工人工作強度高，在工作的過程中，活性過高，容易引起爐底滲碳；煤炭雜質含量相對大，不穩(wěn)定，同時符合硅還原的煤種少,變化大，容易超成工業(yè)生產的各種損失；油焦活性低，對產量有影響，同時粉塵過多，無效燒損大。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種金屬硅還原劑的制備方法，采用本發(fā)明制作出來的金屬硅還原劑雜質含量低，高溫狀態(tài)下活性高，還原效率高，能使還原出來的硅在質量和產量上獲得較好的效果，同時成本低，性質穩(wěn)定，使操作簡易，便于規(guī)范化生產。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術方案為：一種金屬硅還原劑的制備方法，它包括如下步驟：

①、超低灰煤的制備：先制作5噸預處理池，生產過程中將煤漿液連續(xù)進入預處理池中，同時以直徑小于0.5mm的水線往預處理池中注入濃度為10%的六偏磷酸鈉溶液，之后將得到的煤漿液以漿泵打入浮洗預處理器中，并以直徑小于1mm的水線加入重辛醇與煤油的混合液，之后將得到的液體送入浮選機中，將上浮的物質加入壓濾機中經過壓濾后得到超低灰煤；

②、制漿，以質量份數為20-40份的木薯粉、45-75份的水和3-7份的NaOH在反應釜內進行反應制備成漿，并控制反應釜內的溫度為60-80℃；

③、混料，將生物質材料、木屑、豬糞提取物、飼料殘渣和酒渣混合，并將其與步驟①制備的超低灰煤混合干燥，得到混合料；

④、碳化，將步驟②制備的漿與步驟③得到的混合料按照2-3:90-110的比例一起投入碳化爐碳化，爐內的溫度不高于800℃，碳化時間為28h；

⑤、熄焦，采用密閉裝置，依靠下端灼熱紅焦產生水蒸氣冷卻和活化焦層帶走熱量，同時加入NaOH至焦水中，NaOH的含量為0.3%，且循環(huán)使用。

步驟①超低灰煤在上浮物進入壓慮機前段水槽處設置有直接接觸式1.8萬高絲強磁棒,循環(huán)吸咐煤中顯磁類鐵、鈦雜質。

優(yōu)選的，步驟①中重辛醇與煤油的質量比為1:9。

優(yōu)選的，步驟②中制漿步驟中，加入的木薯粉質量份數為30份、水質量份數60份和NaOH的質量份數為5份。

優(yōu)選的，步驟③混料步驟中生物質材料、木屑、豬糞提取物、飼料殘渣和酒渣混合物與超低灰煤的質量比為3-4:20。

優(yōu)選的，步驟④碳化步驟中漿與混合料的質量比為1:49。

優(yōu)選的，碳化爐爐內溫度從0℃上升到400℃的時間為8h，400℃上升到500℃為8h，500℃上升到700℃的時間為4h，700℃上升至800℃為8h。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明以普通浮洗技術提高煤種的純度，不影響原煤種的活性，增加生物質材料混合成炭，對炭的物理和化學活性均大步提高，對金屬硅還原的兩大難題具備明顯的針對性，能提高質量和產量。

2、在結合現(xiàn)有還原劑的優(yōu)缺點的同時，通過創(chuàng)新的方法將生物類、化石類的炭材料結合，形成全新物質，有利于生產實際需要，降低成本，減少環(huán)境影響。

3、1.8萬高絲強磁棒可以吸附含鐵物質，并且可以自動循環(huán)將含鐵物質清楚，進一步保證超低灰煤的質量，進而保證制備出來的還原劑質量。

4、制漿步驟所制的漿，可以提高粘性，同時還能增加其活性，使制備的還原劑具有更好的還原效果和強度。

5、碳化爐爐內溫度的變化，可以很好的適應各個階段的反應，同時可以使揮發(fā)物的含量為10-14%，具有較好的強度，還原劑的物理孔隙明顯。

6、熄焦步驟，可以進一步活化產品的物理孔隙，進一步使產品增加活性。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面對本發(fā)明的具體實施方式做詳細說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其他方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似改進，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。

以下是具體實施例