CN109293373B

CN109293373B - 一种环保型硅基添加物的制备及在耐火材料中的应用方法

Info

Publication number: CN109293373B
Application number: CN201811235387.3A
Authority: CN
Inventors: 吕路线; 赵建设
Original assignee: Henan Hengruijia New Material Technology Co ltd
Current assignee: Henan Hengruijia New Material Technology Co ltd
Priority date: 2018-10-23
Filing date: 2018-10-23
Publication date: 2021-05-28
Anticipated expiration: 2038-10-23
Also published as: CN109293373A

Abstract

本发明公开了一种环保型硅基添加物的制备及在耐火材料中的应用方法,本发明创新地利用硅化合物固废副产品为起始物料，来制备这种环保型硅基添加物原料，通过水溶除去挥发物以及多次重力分离提纯后，所得产物为一种以单质硅为主、碳化硅和硅铁合金为副物相的均匀混合物；本发明与传统熔融工艺获得的硅粉相比，来源更环保，成本更低，反应活性更高，抗氧化性更好；本发明公开的环保型硅基添加物原料既可以作为含碳耐火材料的抗氧化剂使用，也可作为反应组元参与到生成碳化硅（SiC）、氮化硅（Si3N4）、氧氮化硅（Si2N2O）或塞隆（Sialon）等非氧化物相的化学反应。由于本发明公开的环保型硅基添加物原料独特的性能，使最终产品的性能得到了显著的提高。

Description

一种环保型硅基添加物的制备及在耐火材料中的应用方法

技术领域

本发明涉及一种耐火材料添加物，尤其涉及一种利用在三氯氢硅、多晶硅、单晶硅等产品的生产过程中所产生的硅化合物固废副产品（俗称硅渣）为起始物料, 来制备可作为耐火材料改性用硅基添加物的制备方法及其应用方法。

背景技术

单晶硅是最重要的一种半导体材料，广泛用于电子信息、新能源等行业。单晶硅由多晶硅经特殊的熔融析晶工艺制得，而多晶硅作为生产单晶硅的起始物料，其生产工艺是将高纯工业硅粉与HCl反应，加工成SiHCl₃（三氯氢硅），再让三氯氢硅在H₂气氛的还原炉中还原沉积得到多晶硅。实际生产中，三氯氢硅的反应收得率较低，因此上述过程会产生大量的固废副产物。而生产企业出于环保的要求，对这些固废副产物不能露天大量堆放，要及时清理，有些企业受生产工艺和技术的限制，其固废副产物中含有较多氯化氢气体，环保问题和压力更大。因此，对三氯氢硅和多晶硅生产过程中产生的固废能否合理处置成为影响企业正常生产和环保是否达标的重要因素。

与此相关，工业硅粉是耐火材料的特种原料之一，可在含碳耐火材料中起到抗氧化剂的作用，也可作为反应组元参与到碳化硅、氮化硅等非氧化物耐火相的生成反应。目前耐火材料所用硅粉均以硅石和焦炭为起始物料，通过矿热炉高温冶炼工艺生产，硅结晶度高，但反应活性相对较低。其次，由于在生产中硅液易被硅包内衬污染，致使硅粉品质波动较大，给耐火材料企业的使用带来诸多麻烦和问题。

考虑到生产三氯氢硅过程中所用原料均为高纯物料，其产生的固废副产物仍是以硅为主，因此，可以考虑对该固废副产物进行无害化处理并用于耐火材料中，既解决上游企业的固废环保问题，同时又为耐火材料提供一种价格较低且性能独特的硅基添加物原料。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述环保问题，提供一种成本更低，具有高反应活性的新型硅基添加剂原料的制备方法及其应用方法。

这种环保型硅基添加剂原料的制备方法：

步骤一、水溶初选；

水溶初选过程在初选车间进行，初选车间设置有一个有一定容积的密闭型初选池，初选池上部留有正方形下料口，顶部两侧分别配装一个强制型叶片式搅拌器，池面下部和周围均匀布置喷淋管；初选池下料口上方两侧分别布置一条一定直径的橡胶管子，与风机和吸收塔相连，用于在下料操作时回收扬尘；吸收塔内顶部均匀布置喷淋装置，中上部由隔网拦起，内部放置直径10~20毫米的球形填料，填料层高度为1~1.5米；当打开吸收塔内喷淋装置后，喷出的水经由球形填料层形成均匀分布的下淋水柱，从而将送入吸收塔的粉尘物料吸附至水里；吸收塔底部由一定直径的橡胶管道连接至初选池，从而将吸收粉尘后的稀浆料送回初选池，保证固体物料无浪费; 吨包包装的物料进入初选车间后，由悬臂吊车吊运至初选池下料口并采用吨包底部打开自流的方式逐步投入初选池；同时打开初选池内喷淋、搅拌装置以及外部风机和吸收塔内的喷淋装置，一边下料，一边喷淋除尘、搅拌稀释，全程保持风机运转，及时将下料口处的粉尘吸收，保持作业环境良好；每次初选共计投料10吨，初选池加水和吸收塔加水共计30方，保持初选池内的固体原料和水的重量比例为1﹕3，待物料加完并且吸收塔底部浆液流入初选池后，继续进行充分搅拌不低于60分钟，打开初选池底部阀门，使得池内浆料在重力作用下流入旁边的母液池，母液池顶部设置3毫米筛网，初选池浆料经由筛网后，过滤掉难以溶解的颗粒状杂质成分；

步骤二、多级重力分离；

将步骤一中经初选池混合并过滤后进入母液池的浆料进行重力分离和提纯工序；母液池同样配备加水管道以及可移动强制型叶片式搅拌器；初始浆料放入母液池后，打开加水阀门，按照1吨原始干料对应1立方水的比例加入定量的水，同时打开强制式搅拌器，强制搅拌至池内浆料均匀，以目测浆料内无颗粒团聚物为准;停止并移开搅拌器，静置6~8小时后，母液池内浆体在重力作用下沉降分离为三层，上层为水层，中层为深色黑浆层，下部为固体沉淀层；依次打开母液池侧边控流开关，使上层水流入蓄水池以便投入循环再利用；接着使中部深色黑浆料层液体流入一道分离池；最后留下底部固体沉淀层；上述为完成一次重力分离；再如上述顺序在母液池内进行第二次和第三次重力分离，对应的分离过程产生的上部水层流入蓄水池，中部深色浆液则流入对应的二道分离池和三道分离池；至此完成重力分离工序；

步骤三、压滤晾晒；

将步骤二中经过三次重力分离处理后母液池底部的泥糊状物料运送至压滤机进行压滤处理，过滤掉其中大部分水分，获得泥饼，再将泥饼自然晾晒24~48小时，进入电加热隧道式烘干窑内进一步脱水烘干，烘烤温度为100℃~150℃，最好是120℃，窑内总时长为24~48小时，干燥度达到水分含量低于0.8%，得到块状松散态的目标物料料块；分别将一道分离池、二道分离池和三道分离池内的浆液通过真空抽滤机过滤水分，再将获得的泥饼自然晾晒不低于24小时后，同样进入电加热隧道式烘烤窑内烘干脱水，分别得到一道池料块、二道池料块和三道池料块；压滤机以及真空抽滤机处理后的水进入蓄水池循环利用；

步骤四、粉磨加工；

将步骤三中经压滤、晾晒、烘干后获得的块状松散态目标料块，再用球磨机粉磨，打碎团聚的假颗粒，达到-200目以下，即200目筛网筛余小于5%，从而得到环保型硅基添加物原料。

其中步骤四得到的环保型硅基添加物原料根据X射线衍射结果其物相组成包括：Si 80~90%；碳化硅5~10%；硅铁合金1~3%；细度为-200目。

其中步骤三中获得的一道池料块、二道池料块和三道池料块，分别用球磨机粉磨后得到三种具有一定组成和细度的硅基混合物料, 在物相组成上由Si、SiC和硅铁合金构成，细度分别为-400目、3~5微米和1~3微米，可用于防氧化涂料以及橡胶填充材料。

其中步骤一工艺是为了去除硅渣物料中吸附的氯化氢及其他挥发性物质，并做收尘处理。

其中步骤一中的处理后的上层水进入吸收塔循环再利用；步骤三中的依次打开母液池侧边控流开关，使上层水流入蓄水池以便投入循环再利用；步骤四中压滤机以及真空抽滤机处理后的水进入蓄水池循环利用; 使得整个工艺过程是零排放、无污染的环保制备工艺。

本发明中这种硅基原料与传统硅粉生产工艺完全不同，起始物料来自硅深加工企业所产生的固废副产物，通过水溶除去挥发物以及多次重力分离提纯后，所得产物成分较为恒定。根据XRD物相衍射检测结果，这种环保型硅基添加物原料以单质硅为主，含有少量的碳化硅以及硅铁合金，这几种物相具有很好的弥散均匀度。

本发明与传统硅粉相比，新的硅基添加物来源和工艺更环保，成本更低，其主成分硅的显微结构和性质也与传统的冶炼工艺获得的硅粉完全不同，加之副产物碳化硅以及硅铁物相，该环保型硅基添加物原料能够为耐火材料提供更多的性能优化的可能性。

新的环保型硅基添加物原料与传统熔融工艺获得的硅粉原料相比，其单质Si来源于硅化合物裂解提纯，由气相反应过程产生，因此具有独特的晶体生长形态，反应活性更高；其伴生的硅铁合金副相源于上述裂解反应中的催化剂成分，与主成分Si以及另一种成分SiC先天性构成弥散混合，均匀程度高。当把该环保型硅基添加物原料用于含碳耐火材料的抗氧化剂时，与传统添加98金属硅粉不同，该环保型硅基添加物的主副三种成分均可起到抗氧化作用，能够先于石墨与环境介质中的氧发生反应，从而保护制品中的石墨相。

环保型硅基添加物中的硅铁合金相与氧的亲和力最强，因此, 反应温度最低；主成分硅与氧的亲和力其次，反应温度居中；另一成分SiC与氧的亲和力弱于硅铁合金和硅，其反应温度更高。如此则通过一种环保型硅基添加物能够同时获得三种能够起到抗氧化作用的有效成分，且发生有效抗氧化作用的温度区间各不相同，涵盖低温、中温和高温阶段。这也是新的环保型硅基添加物原料作为含碳耐火材料抗氧化剂的最大技术优势，其抗氧化性显著优于传统所用的98级金属硅粉。

此外，与传统硅粉源于电熔工艺不同，新的环保型硅基添加物原料源于硅化合物裂解反应，为气相反应过程所生成，因此其晶粒及比表面积均异于传统硅粉，这就使得当把该环保型硅基添加物原料用于生成非氧化物（如氮化硅、氧氮化硅、塞隆）的反应组分时，其中的硅与氮气反应活性更高，且其中的硅铁副物相在硅和氮气的反应过程中能够起到催化剂的作用，待氮化反应充分完成后，这些弥散分布在这些非氧化物结合耐火制品中的硅铁还能够起到抗氧化剂的作用，在产品服役的高温环境下起到保护非氧化物结合相的作用。这是该环保型硅基添加物原料代替硅粉作为反应组分应用于以氮化硅、氧氮化硅或塞隆为结合相的碳化硅制品、刚玉制品等产品中的优势所在。

本发明这种环保型硅基添加物的应用方法为：

这种环保型硅基添加物作为抗氧化剂使用于含碳耐火材料中。

单质硅是含碳耐火材料最常用的抗氧化剂之一。如Al₂O₃-SiC-C砖、Al₂O₃-SiC-C浇注料、Al₂O₃-C砖、MgO-C砖、MgO-Al₂O₃-C砖、Al₂O₃-MgO-C砖等，硅粉能够在一定温度下先于石墨而与环境中的氧气发生反应，生成SiO₂保护层，从而保护石墨，达到抗氧化的作用。

新的硅基添加物与传统熔融工艺获得的硅粉相比，单质Si源于硅化合物裂解提纯，因此反应活性更高，通常加入量下能够更好地保护石墨，其次，所含硅铁合金副相与氧气的反应温度更低，从而进一步提高了抗氧化性能。新的硅基添加物是价格低廉而性能更优良的抗氧化剂，具有更好的性价比。

这种环保型硅基添加物原料作为反应组元, 参与生成碳化硅（SiC）、氮化硅（Si₃N₄）、氧氮化硅（Si₂N₂O）和塞隆（Sialon）等非氧化物相的化学反应。

在非氧化物结合耐火材料中，硅粉是必不可少的反应组分，硅粉在还原性气氛下可与碳质组分（如石墨、炭黑、焦炭等）原位反应生成碳化硅，在氮气气氛系可与N₂反应生成氮化硅（Si₃N₄）、氧氮化硅（Si₂N₂O）以及塞隆（Sialon）等非氧化物物相。

如高炉陶瓷杯用塞隆结合刚玉砖以及某些钢包控流用金属结合滑板，以氧化铝、金属（硅粉、铝粉或二者的复合）为主要原料，经氮气气氛下高温烧成制得。铝电解槽、石灰窑、垃圾焚烧炉等所用的氮化硅结合碳化硅砖、氧氮化硅结合碳化硅砖等，以碳化硅和金属硅为主要原料，根据最终目标结合相选择性加入SiO₂、Al₂O₃等组分，经高温氮化烧成后，形成氮化硅（Si₃N₄）或氧氮化硅（Si₂N₂O）结合相，从而获得高的冷、热态强度。

在该类产品中使用时，本发明的硅基添加物因其具有较高的比表面积，因此参与形成非氧化物的反应活性更高，且副产物硅铁合金在该类气相参与的反应中有一定的催化作用，故而能够得到非氧化物生成度更高、显微结构更好、抗氧化性更佳的同类产品。

本发明创新地利用生产三氯氢硅、四氯氢硅、多晶硅、单晶硅等产品过程中产生的硅化合物固废副产品（俗称硅渣）为起始物料，来制备这种环保型硅基添加物原料，新的硅基添加物与传统熔融工艺获得的硅粉相比，来源更环保，成本更低，反应活性更高，抗氧化更高；并且本发明可以作为抗氧化剂使用，还可以作为反应组元参与原位反应，由于本发明独特的性能，使最终产品的性能得到了明显的提高。

具体实施方式

综述技术成果仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

以下实施例详细说明了本发明。

本发明这种环保型硅基添加物的应用方法为：

这种环保型硅基添加物作为抗氧化剂使用于含碳耐火材料中，如高炉出铁沟用Al₂O₃-SiC-C浇注料，高炉出铁口炮泥，鱼雷罐及铁水包用Al₂O₃-SiC-C砖，转炉、电炉及钢包用MgO-C砖，钢包用MgO-Al₂O₃-C砖、Al₂O₃-MgO-C砖，钢包用Al₂O₃-C质滑板及水口，高炉、铝电解槽及有色行业矿热炉用各种碳砖。利用这种环保型硅基添加物在高温空气环境下先与氧发生反应从而保护上述产品中的石墨、焦炭等碳质材料，从而保证其组成、性能及服役效果。

实施例1：

国内厂家a在其高炉出铁沟用Al₂O₃-SiC-C浇注料中详细对比了环保型硅基添加物和98级金属硅粉作为抗氧化剂使用的效果，检测结果如表1所示。使用环保型硅基添加物的浇注料分别经常温（110℃×24h）、中温（1100℃×3h）及高温（1450℃×3h）热处理后的常温强度均有显著提高，增幅在16.82~32.53%不等。此外，在高温抗折强度以及抗氧化性上，以环保型硅基添加物为抗氧化剂的方案也有15.87%和5.33%的性能提升。

表1 环保型硅基添加物在厂家a的出铁沟浇注料中的应用结果

实施例2：

国内厂家b在其高炉出铁沟用Al₂O₃-SiC-C浇注料中做了环保型硅基添加物的应用研究，分别在铁沟铁线、渣线以及落铁点浇注料配方里与98级金属硅粉作了对比，重点比对了110℃×24h及1450℃×3h热处理后的强度数据，如表2所示。可知在三个配方中均得到了相同的结论，以环保型硅基添加物为抗氧化剂的配方的常温及高温处理后强度均较98级金属硅粉方案有较显著提高。

表2 环保型硅基添加物在厂家b的出铁沟浇注料中的应用结果

注：铁沟在其不同部位因服役条件不同，因此在配方设计上会根据具体部位使用环境做优化调整，以便达到不同部位耐材的寿命匹配。

实施例3：

国内厂家H在其260吨鱼雷罐渣线用Al₂O₃-SiC-C砖中做了环保型硅基添加物的应用试验，检测结果如表3所示。可知，以环保型硅基添加物作为抗氧化剂的鱼雷罐渣线Al₂O₃-SiC-C砖的强度有所改善，尤其是高温埋炭处理后的常温耐压强度，增幅达到24.9%。此外，在热态强度上，与使用98级金属硅粉的砖样处于相同水平且略高4.3%。在抗氧化性上，环保型硅基添加物也显著优于98级金属硅粉，两组试样在1550℃×3h空气过热条件下的石墨氧化失重率相比，以环保型硅基添加物为抗氧化剂的渣线砖方案失重率降低达17.1%。

表3 环保型硅基添加物在厂家H的鱼雷罐渣线Al₂O₃-SiC-C砖中的应用结果

实施例4：

国内厂家H在其260吨鱼雷罐冲击区用Al₂O₃-SiC-C砖中做了环保型硅基添加物的应用试验，检测结果如表4所示。可知，以环保型硅基添加物作为抗氧化剂的鱼雷罐冲击区Al₂O₃-SiC-C砖的强度有所改善，尤其是高温埋炭处理后的常温耐压强度，增幅达到24.9%。此外，在热态强度上，与使用98级金属硅粉的砖样处于相同水平且略高4.3%。在抗氧化性上，环保型硅基添加物也显著优于98级金属硅粉，两组试样在1550℃×3h空气过热条件下的石墨氧化失重率相比，以环保型硅基添加物为抗氧化剂的冲击区砖方案失重率降低了13.9%。

表4 环保型硅基添加物在厂家H的鱼雷罐冲击区Al₂O₃-SiC-C砖中的应用结果

这种环保型硅基添加物可作为反应组元参与到生成氮化硅（Si₃N₄）、氧氮化硅（Si₂N₂O）、塞隆（Sialon）、碳化硅（SiC）等非氧化物相的化学反应中。因此，可将这种环保型硅基添加物应用于炼铝行业铝电解槽、建材行业石灰窑、石化工业气化炉等窑炉用氮化硅结合碳化硅砖中，还可应用于垃圾焚烧炉、有色炼铜炉等行业用氧氮化硅结合碳化硅砖中，全部或部分代替金属硅粉，达到更高的性价比。

实施例5：

国内厂家G在其铝电解槽用氮化硅结合碳化硅砖中做了环保型硅基添加物的应用试验，结果如表5所示，以环保型硅基添加剂物料逐步代替传统98金属硅粉，替代量分别为0、5%、10%、15%，其他原料及工艺参数均不变。由结果可知，所获得的氮化硅结合碳化硅砖产品的化学成分、体积密度及显气孔率均符合该产品的要求。随着环保型硅基添加物替代98金属硅粉的量增加至10%，产品的常温强度显著增加，耐压强度增幅18.0%，抗折强度增幅18.9%。环保型硅基添加物中有效硅成分反应活性高，同时环保型硅基添加物所含的硅铁副成分也存在催化作用，因此，在相同氮气气氛及温度下，更易生成氮化硅（Si₃N₄）结合相，且发育更良好，进而使得强度性能大幅提升。

表5 环保型硅基添加物在氮化硅（Si₃N₄）结合碳化硅砖中的应用结果

实施例6：

国内厂家G在其垃圾焚烧炉、炼铜炉等用氧氮化硅（Si₂N₂O）结合碳化硅砖中做了环保型硅基添加物的应用试验，结果如表6所示，以环保型硅基添加物逐步代替传统98级金属硅粉，替代量分别为0、5%、10%，其他原料及工艺参数均不变。由结果可知，以环保型硅基添加物代替98级金属硅粉后，所获得氧氮化硅（Si₂N₂O）结合碳化硅砖产品的化学成分、体积密度及显气孔率均符合该产品的要求，同时强度性能显著提高，常温耐压强度增幅达31.3%，常温抗折强度增幅高达69.2%。环保型硅基添加物中有效硅成分反应活性高，同时环保型硅基添加物所含的硅铁副成分也存在催化作用，因此，在相同氮气气氛及温度下，更易生成氧氮化硅（Si₂N₂O）结合相，且发育更良好，进而使得强度性能大幅提升。

表6环保型硅基添加物在氧氮化硅（Si₂N₂O）结合碳化硅砖中的应用结果

Claims

1.一种环保型硅基添加物的制备方法，其特征在于：步骤一、水溶初选；水溶初选过程在初选车间进行，初选车间设置有一个有一定容积的密闭型初选池，初选池上部留有正方形下料口，顶部两侧分别配装一个强制型叶片式搅拌器，池面下部和周围均匀布置喷淋管；初选池下料口上方两侧分别布置一条一定直径的橡胶管子，与风机和吸收塔相连，用于在下料操作时回收扬尘；吸收塔内顶部均匀布置喷淋装置，中上部由隔网拦起，内部放置直径10~20毫米的球形填料，填料层高度为1~1.5米；当打开吸收塔内喷淋装置后，喷出的水经由球形填料层形成均匀分布的下淋水柱，从而将送入吸收塔的粉尘物料吸附至水里；吸收塔底部由一定直径的橡胶管道连接至初选池，从而将吸收粉尘后的稀浆料送回初选池，保证固体物料无浪费; 吨包包装的物料进入初选车间后，吨包包装的物料为三氯氢硅、多晶硅、单晶硅产品的生产过程中所产生的硅化合物固废副产品；由悬臂吊车吊运至初选池下料口并采用吨包底部打开自流的方式逐步投入初选池；同时打开初选池内喷淋、搅拌装置以及外部风机和吸收塔内的喷淋装置，一边下料，一边喷淋除尘、搅拌稀释，全程保持风机运转，及时将下料口处的粉尘吸收，保持作业环境良好；每次初选共计投料10吨，初选池加水和吸收塔加水共计30方，保持初选池内的固体原料和水的重量比例为1﹕3，待物料加完并且吸收塔底部浆液流入初选池后，继续进行充分搅拌不低于60分钟，打开初选池底部阀门，使得池内浆料在重力作用下流入旁边的母液池，母液池顶部设置3毫米筛网，初选池浆料经由筛网后，过滤掉难以溶解的颗粒状杂质成分；步骤二、多级重力分离；将步骤一中经初选池混合并过滤后进入母液池的浆料进行重力分离和提纯工序；母液池同样配备加水管道以及可移动强制型叶片式搅拌器；初始浆料放入母液池后，打开加水阀门，按照1吨原始干料对应1立方水的比例加入定量的水，同时打开强制式搅拌器，强制搅拌至池内浆料均匀，以目测浆料内无颗粒团聚物为准;停止并移开搅拌器，静置6~8小时后，母液池内浆体在重力作用下沉降分离为三层，上层为水层，中层为深色黑浆层，下部为固体沉淀层；依次打开母液池侧边控流开关，使上层水流入蓄水池以便投入循环再利用；接着使中部深色黑浆料层液体流入一道分离池；最后留下底部固体沉淀层；上述为完成一次重力分离；再如上述顺序在母液池内进行第二次和第三次重力分离，对应的分离过程产生的上部水层流入蓄水池，中部深色浆液则流入对应的二道分离池和三道分离池；至此完成重力分离工序；步骤三、压滤晾晒；将步骤二中经过三次重力分离处理后母液池底部的泥糊状物料运送至压滤机进行压滤处理，过滤掉其中大部分水分，获得泥饼，再将泥饼自然晾晒24~48小时，进入电加热隧道式烘干窑内进一步脱水烘干，烘烤温度为100℃~150℃，窑内总时长为24~48小时，干燥度达到水分含量低于0.8%，得到块状松散态的目标物料料块；分别将一道分离池、二道分离池和三道分离池内的浆液通过真空抽滤机过滤水分，再将获得的泥饼自然晾晒不低于24小时后，同样进入电加热隧道式烘烤窑内烘干脱水，分别得到一道池料块、二道池料块和三道池料块；压滤机以及真空抽滤机处理后的水进入蓄水池循环利用；步骤四、粉磨加工；将步骤三中经压滤、晾晒、烘干后获得的块状松散态目标料块，再用球磨机粉磨，打碎团聚的假颗粒，达到-200目以下，即200目筛网筛余小于5%，从而得到环保型硅基添加物原料，得到的环保型硅基添加物原料根据X射线衍射结果其物相组成包括：Si 80~90%；碳化硅5~10%；硅铁合金1~3%；细度为-200目。

2.根据权利要求1所述的一种环保型硅基添加物的制备方法，其特征在于：步骤三中获得的一道池料块、二道池料块和三道池料块，分别用球磨机粉磨后得到三种具有一定组成和细度的硅基混合物料, 在物相组成上由Si、SiC和硅铁合金构成，细度分别为-400目、3~5微米和1~3微米，可用于防氧化涂料以及橡胶填充材料。

3.根据权利要求1所述得到的一种环保型硅基添加物在耐火材料中的应用方法，其特征在于：作为抗氧化剂使用于含碳耐火材料中。

4.根据权利要求3所述的一种环保型硅基添加物在耐火材料中的应用方法，其特征在于：含碳耐火材料为高炉出铁沟用Al₂O₃-SiC-C浇注料，高炉出铁口炮泥，鱼雷罐用Al₂O₃-SiC-C砖，转炉、电炉及钢包用MgO-C砖，钢包用MgO-Al₂O₃-C砖、Al₂O₃-MgO-C砖，钢包用Al₂O₃-C质滑板及水口，或高炉、铝电解槽及有色行业矿热炉用含碳砖。

5.根据权利要求1所述得到的一种环保型硅基添加物在耐火材料中的应用方法，其特征在于：作为反应组元, 作为反应组元参与生成碳化硅SiC、氮化硅Si₃N₄、氧氮化硅Si₂N₂O或塞隆Sialon非氧化物相的化学反应。