CN101434392A - 一种用于金属硅冶炼的还原剂合成碳及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冶炼金属硅还原剂的合成碳及其制造方法，该合成碳含有石油焦和稻壳，其重量百分比含量为：石油焦10－90％、稻壳90－10％，将其混合，搅拌均匀用挤压机，工作压力为100－120公斤/平方厘米，挤压成型而成。使用该合成碳有益效果是不用木炭，有利于森林资源的保护，节省电能，冶炼出的金属硅纯净度高，可以节省硅石的用量，减少热量损失，减轻工人的劳动强度，使稻壳变废为宝。

Description

一种用于金属硅冶炼的还原剂合成碳及其制造方法

技术领域

本发明涉及金属硅冶炼的还原剂，具体地说是涉及一种由稻壳和石油焦制成的冶炼金属硅的还原剂—合成碳及其制备方法。

背景技术

随着现代科学技术的发展，金属硅的需求量日益增加。传统的金属硅的冶炼是以木炭及少量的石油焦作还原剂，生产1吨金属硅需要使用1.5-2吨木炭，而生产1吨木炭要消耗4吨杂木。每生产1吨金属硅就要用掉6-8吨木材，消耗大量的森林资源，造成对生态环境的破坏。长期以来，人们不断在探索无木炭冶炼金属硅的方法，寻找可以替代木炭冶炼金属硅的还原剂。应用石油焦、煤作还原剂冶炼金属硅的生产工艺已有介绍。中国专利申请号200510026545.0公开了以石油焦、烟煤作为还原剂，以木块作为疏松剂冶炼金属硅的方法。这种方法，虽然不用木炭，可是还要使用木块作疏松剂，仍然要消耗一部分木材，从保护森林资源的角度，这一方法仍有不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种无木炭的冶炼金属硅的还原剂—合成碳。这种合成碳是由石油焦和稻壳为主要原料经挤压成型的块状物。本发明的另一个目的是提供制备该合成碳的方法。

本发明采用的石油焦和稻壳为主要原料制造合成碳。石油焦的特点是灰份低，不含或很少含有金属杂质，但是其单独用于金属硅的冶炼时其比电阻低，易形成碳化硅，不利于冶炼的进行。由于透气性不好，生产过程中要捣炉以增加透气性，将造成热量散失。稻壳本身坚硬，混在石油焦中，可以起到疏松透气的作用，减少捣炉次数；稻壳固定炭高，燃烧时还原能力强；同时，稻壳灰份中含有25％左右的二氧化硅，在硅的冶炼中成为硅源的一部分，可以减少硅石的用量。花生壳、大豆秸和稻壳具有相似的特征，可以部分代替稻壳使用。

为了提高合成碳的还原性能，本发明合成碳的原料中还使用了煤和煤焦油，煤焦油同时作为粘合剂。

本发明的合成碳的组分及其含量是经过发明人进行反复实验、摸索总结得出的。在生产过程中，根据用户电炉容量不同，百分比含量可以进行调整。

一种用于金属硅冶炼的还原剂合成碳，含有稻壳和石油焦，其重量百分比含量为：

稻壳      90-10％。

石油焦    10-90％

本发明的合成碳，其稻壳、石油焦重量百分比含量优选为：

稻壳      70-30％。

石油焦    30-70％

本发明的合成碳，还可以含有花生壳，各组分重量百分比含量是：

稻壳      50-20％

石油焦    30-70％

花生壳    10-20％

本发明的合成碳，还可以含有煤，各组分的重量百分比含量是：

稻壳    80-30％。

石油焦  10-50％

煤      5-20％

其中煤选用固定碳大于70％灰分小于3％的煤。

本发明的合成碳，还可以含有煤和煤焦油，各组分的重量百分比含量是：

稻壳    70-35％

石油焦  10-50％

煤      10％

煤焦油  5-10％

其中煤选用固定碳大于70％灰分小于3％的煤。

本发明的合成碳的制备方法，按上述配比取各组分，其中石油焦、煤粉碎成0-10毫米的颗粒，混合、搅拌均匀，用的NYC-2型制棒机或BC-260成型机，工作压力100-120公斤/平方厘米，挤压成型，即得块状合成碳。使用不同口径的设备，可以生产出直径45-65毫米、中心有一个孔径为5-10毫米的孔、重量100-250克的棒状合成碳；也可以生产出球状合成碳。

将硅石、合成碳按重量比2.0:1.4投入电炉中，按照用木炭作还原剂冶炼金属硅的工艺进行生产。

使用本发明的合成碳冶炼金属硅具有如下有益效果：

1 每生产1吨工业硅可以少使用木炭1.5-2吨，即节省6-8吨木材，有利于森林资源的保护。

2 节省源能，每生产1吨金属硅比使用石油焦作还原剂冶炼省电500-600kwh/t，增产10％左右；

3 合成碳中灰份低，杂质含量少，冶炼出的金属硅纯净度高；

4 合成碳中含有稻壳，其灰份中含有25％左右的二氧化硅，可以节省硅石的用量；

5 合成碳比电阻高，透气性好，反应活性强，冶炼过程中，炉口烧损少，减少捣炉次数，减少热量损失，减轻工人的劳动强度；

6 利用稻壳制造合成碳使稻壳变废为宝。

具体实施方式

实施例1  本实施例及以下实施例均为生产1000公斤合成碳

100公斤稻壳、900公斤石油焦

将将石油焦粉碎成0-10毫米的颗粒，与稻壳混合，搅拌均匀，用清华大学机械厂设计制造的NYC-2型制棒机挤压制棒，工作压力为100-120公斤/平方厘米，即得合成碳棒。

实施例2

300公斤稻壳、700公斤石油焦，按实施例1的方法制成合成碳。

实施例3

500公斤稻壳、500公斤石油焦，按实施例1的方法制成合成碳。

实施例4

700公斤稻壳、300公斤石油焦，按实施例1的方法制成合成碳。

实施例5

900公斤稻壳、100公斤石油焦，按实施例1的方法制成合成碳。

实施例6

200公斤稻壳、700公斤石油焦、100公斤花生壳，按实施例1的方法制成合成碳。

实施例7

350公斤稻壳、500公斤石油焦、150公斤花生壳，按实施例1的方法制成合成碳。

实施例8

500公斤稻壳、300公斤石油焦、200公斤花生壳，按实施例1的方法制成合成碳。

实施例9

800公斤稻壳、100公斤石油焦、100公斤煤，将将石油焦、煤粉碎成0-10毫米的颗粒，与稻壳混合，搅拌均匀，用BC-260成型机挤压制棒，工作压力为100-120公斤/平方厘米，即得合成碳棒。

实施例10

750公斤稻壳、200公斤石油焦、50公斤煤混合，用实施例9的方法制成合成碳

实施例11

600公斤稻壳、300公斤石油焦、100公斤煤，用实施例9的方法制成合成碳。

实施例12

450公斤稻壳、400公斤石油焦、150公斤煤，用实施例9的方法制成合成碳。

实施例13

300公斤稻壳、500公斤石油焦、200公斤煤，用实施例9的方法制成合成碳。

实施例14

700公斤稻壳、100公斤石油焦、100公斤煤、100公斤煤焦油，用实施例9的方法制成合成碳。

实施例15

650公斤稻壳、200公斤石油焦、100公斤煤、50公斤煤焦油混合，用实施例9的方法制成合成碳。

实施例16

550公斤稻壳、300公斤石油焦、100公斤煤、50公斤煤焦油，用实施例9的方法制成合成碳。

实施例17

450公斤稻壳、400公斤石油焦、100公斤煤、50公斤煤焦油，用实施例9的方法制成合成碳。

5实施例18

350公斤稻壳、500公斤石油焦、100公斤煤、50公斤煤焦油，用实施例9的方法制成合成碳。

Claims (6)

1 一种用于金属硅冶炼的还原剂合成碳，含有稻壳和石油焦，其重量百分比含量为：

稻壳         90-10％。

石油焦       10-90％。

2 按照权利要求1所述的合成碳，其稻壳、石油焦重量百分比含量为：

稻壳          70-30％。

石油焦        30-70％。

3 按照权利要求1所述的合成碳，还含有花生壳，其稻壳、石油焦、花生壳重量百分比含量为：

稻壳         50-20％

石油焦       30-70％

花生壳       10-20％。

4 按照权利要求1所述的合成碳，还含有煤，其稻壳、石油焦、、煤的重量百分比含量为：

稻壳          80-30％。

石油焦        10-50％

煤            5-20％

其中的煤选用固定碳大于70％灰分小于3％的煤。

5 按照权利要求1所述的合成碳，还含有煤和煤焦油，其稻壳、石油焦、煤和煤焦油的重量百分比含量为：

稻壳            70-35％

石油焦          10-50％

煤              10％

煤焦油          5-10％

其中煤选用固定碳大于70％灰分小于3％的煤。

6 如权利要求1-5所述的合成碳的制备方法：按权利要求1-5的配比取各组分，其中石油焦、煤粉碎成0-10毫米的颗粒，混合、搅拌均匀，用挤压机，工作压力为100-120公斤/平方厘米，挤压成型即得合成碳。