CN106809838A - 一种金属硅及其生产工艺 - Google Patents

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陈国芳
王延年
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    • C01B33/037—Purification
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Abstract

本发明属于金属硅冶炼领域，特别涉及一种金属硅及其生产工艺；原料为硅石20％‑25％、兰炭5％‑7％、水洗煤10％‑12％、石英砂37％‑38％、石灰石15％‑16％、萤石5％‑10％；金属硅的各物质的质量百分含量为硅96％‑98％、铝1％‑1.2％、铁1.5％‑1.8％、钙0.1％‑0.3％；金属硅的生产工艺：矿热炉升温至800℃‑1000℃；通过斗式提升机将硅石、兰碳、水洗煤加入矿热炉中煅烧熔融；将矿热炉中的熔融液体转移至铁水包；向铁水包中加入萤石、石灰石、石英砂，搅拌；除去铁水包中的沉淀；将铁水包中的液体倒入模具中，定模，制成成品；生产工艺简单、纯度高，添加萤石、石灰石、石英砂等添加剂降低了成品中的铝、铁、钙等杂质含量，提高了金属硅的纯度，生产成本低、能耗低、效率高。

Description

一种金属硅及其生产工艺
技术领域：
本发明属于金属硅冶炼领域，特别涉及一种金属硅及其生产工艺。
背景技术：
传统的金属硅的生产方法是利用木炭作为还原剂将硅石还原成硅，木炭的比电阻高，化学活性高，杂质少，是较好的一种金属硅冶炼还原剂，但是木炭资源非常有限，烧制木炭必然消耗大量森林资源，对环境的影响很大。
兰炭作为新型的炭素材料，有固定炭高，比电阻高、化学活性高，含灰分低，铝低、磷低的特性。
由于金属硅中对铁、铝、钙等杂质的要求非常严格，怎样有效除去金属硅中的杂质含量成为冶金行业解决的重要难题。
发明内容：
本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种金属硅及其生产工艺，本发明生产的金属硅杂质含量低、纯度高，生产工艺简单。
生产金属硅所需要的原料为硅石20％-25％、兰炭5％-7％、水洗煤10％-12％、石英砂37％-38％、石灰石15％-16％、萤石5％-10％。
生产的金属硅的各物质的质量百分含量为硅96％-98％、铝1％-1.2％、铁1.5％-1.8％、钙0.1％-0.3％。
金属硅的生产工艺为：
①矿热炉通电升温，将矿热炉升温至800℃-1000℃；
②矿热炉加热升温至1100℃-1500℃，通过斗式提升机将硅石、兰碳、水洗煤加入矿热炉中煅烧熔融；
③硅石被还原，将矿热炉中的熔融液体转移至铁水包；
④向铁水包中加入萤石、石灰石、石英砂，用于除去液体水中的铝、钙和铁；
⑤铁水包底部不断通入空气，使得加入的萤石、石灰石、石英砂和熔融液体均匀反应；
⑥将铁水包中的液体倒入模具中，定模，制成成品金属硅。
⑦冷却30分钟至60分钟后，除去铁水包中的沉淀。
本发明生产工艺简单，生产的金属硅杂质含量低、纯度高；本发明中利用兰炭、水洗煤代替了传统生产金属硅中的木炭、焦炭，降低了成品中的杂质含量，节约能源，本发明中添加萤石、石灰石、石英砂等添加剂降低了成品中的铝、铁、钙等，提高了金属硅的纯度，生产成本低、能耗低、效率高。
具体实施方式：
本发明提供了一种金属硅及其生产工艺。
生产金属硅所需要的原料为硅石20％-25％、兰炭5％-7％、水洗煤10％-12％、石英砂37％-38％、石灰石15％-16％、萤石5％-10％。
生产的金属硅的各物质的质量百分含量为硅96％-98％、铝1％-1.2％、铁1.5％-1.8％、钙0.1％-0.3％。
金属硅的生产工艺为：
①矿热炉通电升温，将矿热炉升温至800℃-1000℃；
②矿热炉加热升温至1100℃-1500℃，通过斗式提升机将硅石、兰碳、水洗煤加入矿热炉中煅烧熔融；
③硅石被还原，将矿热炉中的熔融液体转移至铁水包；
④向铁水包中加入萤石、石灰石、石英砂，用于除去液体水中的铝、钙和铁；
⑤铁水包底部不断通入空气，使得加入的萤石、石灰石、石英砂和熔融液体均匀反应；
⑥将铁水包中的液体倒入模具中，定模，制成成品金属硅。
⑦冷却30分钟至60分钟后，除去铁水包中的沉淀。
实施例一：
①矿热炉通电升温，将矿热炉升温至900℃；
②矿热炉加热升温至1100℃，通过斗式提升机将硅石200kg、兰碳50kg、水洗煤90kg加入矿热炉中煅烧熔融；
③硅石被还原，将矿热炉中的熔融液体转移至铁水包；
④向铁水包中加入萤石40kg、石灰石120kg、石英砂300kg，用于除去液体水中的铝、钙和铁；
⑤铁水包底部不断通入空气，使得加入的萤石、石灰石、石英砂和熔融液体均匀反应；
⑥将铁水包中的液体倒入模具中，定模，制成成品金属硅。
⑦冷却30分钟至60分钟后，除去铁水包中的沉淀；其中金属硅中的各物质的质量百分含量为硅96％、铝1％、铁1.5％、钙0.1％。
实施例二：
①矿热炉通电升温，将矿热炉升温至1000℃；
②矿热炉加热升温至1500℃，通过斗式提升机将硅石160kg、兰碳40kg、水洗煤80kg加入矿热炉中煅烧熔融；
③硅石被还原，将矿热炉中的熔融液体转移至铁水包；
④向铁水包中加入萤石50kg、石灰石120kg、石英砂296kg，用于除去液体水中的铝、钙和铁；
⑤铁水包底部不断通入空气，使得加入的萤石、石灰石、石英砂和熔融液体均匀反应；
⑥将铁水包中的液体倒入模具中，定模，制成成品金属硅。
⑦冷却30分钟至60分钟后，除去铁水包中的沉淀；其中金属硅中的各物质的质量百分含量为硅97％、铝1.2％、铁1.8％、钙0.3％。

Claims (3)

1.一种金属硅及其生产工艺，其特征在于：生产金属硅所需要的原料为硅石20％-25％、兰炭5％-7％、水洗煤10％-12％、石英砂37％-38％、石灰石15％-16％、萤石5％-10％。
2.根据权利要求1所述的一种金属硅及其生产工艺，其特征在于：所生产的金属硅的各物质的质量百分含量为硅96％-98％、铝1％-1.2％、铁1.5％-1.8％、钙0.1％-0.3％。
3.根据权利要求1或2所述的一种金属硅及其生产工艺，其特征在于：所述的金属硅的生产工艺为：
①矿热炉通电升温，将矿热炉升温至800℃-1000℃；
②矿热炉加热升温至1100℃-1500℃，通过斗式提升机将硅石、兰碳、水洗煤加入矿热炉中煅烧熔融；
③硅石被还原，将矿热炉中的熔融液体转移至铁水包；
④向铁水包中加入萤石、石灰石、石英砂，用于除去液体水中的铝、钙和铁；
⑤铁水包底部不断通入空气，使得加入的萤石、石灰石、石英砂和熔融液体均匀反应；
⑥将铁水包中的液体倒入模具中，定模，制成成品金属硅。
⑦冷却30分钟至60分钟后，除去铁水包中的废渣。
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