[發明專利]一種酒糟自然發酵協同強化煙煤制備工業硅還原劑的方法

有效

• 申請號: 202110390403.1
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113105905B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 陳正杰;張紅梅;馬文會;李紹元;于潔;呂國強;吳丹丹;萬小涵;楊斌;魏奎先;雷云;劉戰偉;顏恒維
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B57/08;C01B33/025
• 代理公司: 天津煜博知識產權代理事務所(普通合伙) 12246
• 代理人: 朱維

本發明涉及一種酒糟自然發酵協同強化煙煤制備工業硅還原劑的方法，屬于資源高效清潔利用技術領域。本發明將酒糟、添加劑和煙煤進行研磨混勻得到混合物A；混合物A置于溫度為15～30℃下密閉發酵10～30d得到發酵物料B；發酵物料B烘干研磨得到發酵粉料；發酵粉料、粘接劑、水混合均勻，冷壓成型并烘干得到球團；球團置于溫度為400～600℃下進行低溫焙燒10～30h，隨爐冷卻至室溫得到多孔低灰工業硅還原劑。本發明多孔低灰工業硅還原劑具有固定碳含量高、灰分低、化學反應活性高、揮發份含量低等優點，對工業硅的優化生產和廢棄資源的高質高效回收有重要的指導意義。

技術領域

本發明涉及一種酒糟自然發酵協同強化煙煤制備工業硅還原劑的方法，屬于資源高效清潔利用技術領域。

背景技術

木炭源于樹木，來源有限，價格昂貴，不利于企業的發展。其中煤具有含量較高的固定碳和比電阻，且不易石墨化，可以替代木炭成為生產工業硅的還原劑。但煤又有很高的灰分含量，高溫時熱解產生大量灰分影響爐料透氣性，造成原料利用率低，還會促使爐內受熱面積灰、結焦，使得爐渣增多，容易造成爐底上漲、爐溫降低等問題。此外，煤含有多種氧化物雜質，原料的不合理利用也會造成工業硅雜質含量的增加。這一系列問題也會使工業硅生產的能耗升高，生產更大的污染，所以需要不斷開發研究新型還原劑，以降低或解決以上硅生產過程中存在的問題。

目前硅生產所需的煙煤還原劑制備方法包括：采用全煤作為還原劑，不采用任何木炭以及木塊原料，高電流、低電壓條件下來解決爐況冶煉穩定，使反應速度加快，反應更充分，也有效提高產量和降低能耗，但是未經處理的煤含有很高的灰分含量，可能會影響爐料透氣性，造成原料利用率低等問題；通過采用木炭，石油焦，煙煤混合物料還原硅礦石，結合造渣精煉，用定向凝固法，同時去除多種雜質，滿足了冶金級高純硅的要求，進而提高了金屬硅產品的質量，適于產業化生產，該方法主要針對配比問題與造渣精煉、定向凝固結合，其中可能存在還原劑活性問題，以及產生額外的能耗問題等。

發明內容

本發明針對現有技術的煙煤還原劑制備的問題，提供一種酒糟自然發酵協同強化煙煤制備工業硅還原劑的方法，本發明以煙煤作為還原劑的原料，通過酒糟、添加劑與煙煤混合發酵，使其酒糟內的酒糟與煙煤親和，大幅度降低煤的灰分，提高煙煤的反應性能；可降低工業硅的冶煉與生產的能耗，都屬于資源綜合回收利用，有效的降低環境污染。

本發明工業硅用碳質還原劑的固定碳含量高，反應活性好，灰份及有害雜質含量少，成本低廉，且能生產出高質量的工業硅，因此能完全用于工業硅的冶煉與生產。

一種酒糟自然發酵協同強化煙煤制備工業硅還原劑的方法，具體步驟如下：

（1）將酒糟、添加劑和煙煤進行研磨混勻得到混合物A；其中添加劑為碳酸鉀、碳酸鈣、碳酸鈉、碳酸鎂、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氯化鈉中的一種或多種；

（2）將步驟（1）混合物A置于溫度為15~30℃下密閉發酵10~30d得到發酵物料B；

（3）將步驟（2）發酵物料B烘干研磨得到發酵粉料；

（4）將步驟（3）發酵粉料、粘接劑、水混合均勻，冷壓成型并烘干得到球團；

（5）將步驟（4）球團置于溫度為400~600℃下進行低溫焙燒10~30h，隨爐冷卻至室溫得到多孔低灰工業硅還原劑；

所述步驟（1）煙煤固定碳含量不低于56%，煙煤中粒徑不大于0.075mm的占70~90wt%；

所述步驟（2）酒糟的水份含量為60~90%；酒糟為玉米、高粱、蕎麥、豌豆、大米等釀酒后產生的酒糟中的一種或任意比多種；

以酒糟和煙煤的總質量為100%計，混合物A中酒糟的含量為5~95wt%，添加劑的量為0.5~5 wt%；

所述步驟（3）發酵粉料中粒徑不大于0.075mm的占50~80wt%；