CN112354308A

CN112354308A - 电袋除尘系统在提高微硅粉中二氧化硅含量的用途

Info

Publication number: CN112354308A
Application number: CN202011110862.1A
Authority: CN
Inventors: 牛强; 邸俊明; 周鹏飞; 宋永宏; 王东雄; 李宗翰; 鲁德云
Original assignee: Ordos Xijin Mining And Metallurgy Co ltd; Inner Mongolia Erdos Electric Power Metallurgy Group Co Ltd
Current assignee: Ordos Xijin Mining And Metallurgy Co ltd; Inner Mongolia Erdos Electric Power Metallurgy Group Co Ltd
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2021-02-12

Abstract

本发明公开了电袋除尘系统在提高微硅粉中二氧化硅含量的用途，涉及微硅粉处理技术领域。所述高含量二氧化硅微硅粉中，二氧化硅的含量为96‑98％。微硅粉中SiO₂相对独特的的电阻率使得电袋除尘技术可以很好地实现针对二氧化硅的捕集，尤其是对于微硅粉而言，可以大幅提高其中二氧化硅的含量，得到高二氧化硅含量的微硅粉，提高了其商业价值；同时得到的副产品粉尘中，C和Fe₂O₃约占70‑80％，粘结压制后可用于硅铁冶炼，解决了固体废料的处理问题。

Description

电袋除尘系统在提高微硅粉中二氧化硅含量的用途

技术领域

本发明涉及微硅粉处理技术领域，具体涉及电袋除尘系统在电袋除尘系统在提高微硅粉中二氧化硅含量的用途。

背景技术

微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰，是铁合金在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时，矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO₂和Si气体，气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。微硅粉区别于国内顶尖的H系硅微粉：从指标上来说，二者有很多相同之处，也有很多不同之处。具体来说，H系硅微粉与微硅粉的化学成分基本上是相同的，主要成分都是二氧化硅，而且杂质里都含有氧化钠、氧化钙，氧化镁，氧化铁，氧化铝等。只不过H系硅微粉的含硅量比较高，基本都在99％以上，而微硅粉的含硅量一般都在80-92％，94％以上便属于很罕见的。

电炉在生产普通硅铁时，因为所采用的原料不同，以及操作人员对电炉的控制水平的不同，各企业、各炉台所产生的副产品微硅粉品质也存在一定的差别，一般微硅粉中SiO₂的含量在70-82％，含碳量在10％左右，含其它氧化物约为10-20％之间。微硅粉的主要应用领域有：混凝土工业的高强掺和剂；用于耐火材料的添加剂；冶金球团助剂；水泥掺和材料；化工产品中的分散隔离剂等。

微硅粉产品主要以SiO₂的含量来决定销售领域及销售价格，当SiO₂的含量达到88％以上时，可满足微硅粉的多数应用领域；当SiO₂含量只有70-82％时只能用于价值相对低的水泥掺和材料。同时也是因为相对价值低，产品销售受限与运输成本的核算以及水泥行业的淡季和旺季的限制，造成现今普通硅铁生产企业微硅粉产品只能低价销售，甚至无销售市场，导致企业只能通过挖坑倾倒，再填埋处理，这样即增加了企业的生产成本，更重要的是对环境造成了二次污染和破坏。

中国专利申请201810282898.4公开了一种硅微粉生产回收工艺，包括如下步骤：S1：一次除尘；S2：烟气降温；S3：脉冲布袋除尘；S4：二次除尘；S5：制成水浆液；S6：调节pH值；S7：沉降；S8：过滤；S9：絮凝沉降；S10：包装。该发明采用纳秒级等离子体产生脉冲电源，其电路采用大功率脉冲及磁压缩技术，经脉冲发生装置产生微秒级低压脉冲，经脉冲升压器升压为微秒级高压脉冲，再由脉冲压缩装置压缩为纳秒级高压脉冲，实现陡化脉冲前沿、缩窄脉冲宽度、提高重复频率的目的，降低了电源能耗，节能环保，通过将获得的硅微粉先后经过湿法提纯和凝絮法提纯两种方式，可以提高硅微粉的纯度至90％以上，但是凝絮法进行二次提纯，相对耗时耗力。

目前，静电除尘器、布袋除尘器、电袋复合除尘器、电除尘改袋除尘器、电除尘改电袋复合除尘器在除尘领域已被广泛应用，例如中国专利申请200410018152.0公开了一种单级电除尘器与布袋除尘器相结合的优化技术，其工艺流程为：电站锅炉-单级电除尘器-布袋除尘器-烟囱排放，适用于电厂燃煤锅炉、垃圾焚烧炉电厂等的除尘。

本申请人在研究中意外发现，微硅粉中SiO₂相对独特的的电阻率使得电袋除尘技术可以很好地实现针对二氧化硅的捕集，尤其是对于微硅粉而言，可以大幅提高其中二氧化硅的含量，得到高二氧化硅含量的微硅粉，并且得到的副产品粉尘中，C和Fe₂O₃约占70-80％，粘结压制后可用于硅铁冶炼。

发明内容

本发明的目的是提供电袋除尘系统在提高微硅粉中二氧化硅含量的用途，可以很好地实现针对二氧化硅的捕集，尤其是对于微硅粉而言，可以大幅提高其中二氧化硅的含量，得到高二氧化硅含量的微硅粉，同时得到高价值的副产品，解决固体废料的处理问题。

为实现上述发明目的，本发明首先提供电袋除尘系统在提高微硅粉中二氧化硅含量的用途，该用途是通过对微硅粉中不同电阻率的成分选择性捕集实现的。

优选的，上述用途中，所述电袋除尘系统包括电除尘器和布袋除尘器，电除尘器采用双电场设计。

优选的，上述用途中，所述微硅粉的成分包括SiO₂、C、Fe₂O₃、CaO、Al₂O₃和MgO。

优选的，上述用途中，所述高含量二氧化硅微硅粉中，二氧化硅的含量为96-98％。

另一方面，本发明还提供一种提高微硅粉中二氧化硅含量的方法，包括用电袋除尘系统处理含尘烟气的步骤。

优选的，上述方法制备的高含量二氧化硅微硅粉中，二氧化硅的含量为96-98％。

优选的，上述方法的具体过程为：

含尘烟气进入电除尘器，对C、Fe₂O₃、CaO、Al₂O₃和MgO进行收集，剩余部分进入布袋除尘器，过滤，收集粉尘得到高含量二氧化硅微硅粉。

进一步优选的，上述方法的具体过程为：

含尘烟气在引风机的作用下，通过管网进入电除尘器进行一次捕集，并独立收集粉尘，对C、Fe₂O₃、CaO、Al₂O₃和MgO进行收集；然后未被电除尘器捕集的烟尘再通过二次布袋除尘器进行过滤并独立收集粉尘，得到高含量二氧化硅微硅粉；由布袋除尘器排出的净化气体可直接对外排放。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)拓展了电袋除尘器的用途；

(2)很好的实现针对二氧化硅的捕集，极大地提高了微硅粉中二氧化硅的含量，提高了所得微硅粉的应用价值；

(3)得到高价值的副产品，C和Fe₂O₃约占70-80％，粘结压制后可用于硅铁冶炼，解决固体废料的处理问题。

附图说明

图1为本发明的生产工艺流程图；

图2为本发明电袋除尘工艺图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1电阻率分析

电炉烟气中各成分电阻率分析结果如表1所示：

表1.

物质	比电阻	电除尘能否捕集
			SiO<sub>2</sub>	10<sup>16</sup>Ω·cm	否
C	10<sup>8</sup>Ω·cm	是
			Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	10<sup>8</sup>Ω·cm	是
AI<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	10<sup>9</sup>-10<sup>11</sup>Ω·cm	是
			CaO	10<sup>5</sup>Ω·cm	是
MgO	10<sup>6</sup>Ω·cm	是

可以看出，二氧化硅的比电阻远远大于微硅粉中的其他组分，由于烟气中粉尘的比电阻对电除尘器运行有着重要影响，当粉尘的比阻小于10⁴Ω·cm或大于10¹²Ω·cm时不在电除尘器的捕集范围内，因此可以将该成分选择性的分离出来再单独进行捕集，因此可利用电袋除尘器对微硅粉进行提纯。

实施例2高二氧化硅含量的微硅粉的制备

取三个含尘烟气样品(A、B、C)，均按照以下方法处理：

含尘烟气在引风机的作用下，通过管网进入电除尘器进行一次捕集，并独立收集粉尘，对C、Fe₂O₃、CaO、Al₂O₃和MgO进行收集，得到副产物；

然后未被电除尘器捕集的剩余烟尘再通过二次布袋除尘器进行过滤，并独立收集粉尘，得到高含量二氧化硅微硅粉；

由布袋除尘器排出的净化气体直接对外排放。

实施例3结果检测

3.1副产物分析

对实施例2中电除尘器所得副产物的各成分含量进行检测，结果如表2所示：

表2.

从表2中可以看出，所得副产物中C和Fe₂O₃约占电除尘器收集粉尘总量的70-81％，而C元素和Fe元素又是硅铁冶炼时主要的原料，因此将电除尘器所收集到的粉尘再通过粘结剂压制后可再加入电炉，即降低了原料采购成本，同时也解决了硅铁生产中固体废料的处理问题。

3.2高含量二氧化硅微硅粉含量分析

对实施例2中所得高含量二氧化硅微硅粉中二氧化硅的含量进行检测，结果如表3所示：

表3.

质量分数(％)	SiO<sub>2</sub>	其他
			A	98	2
B	96	4
			C	97	3

经过电袋除尘器处理后，二氧化硅微硅粉中二氧化硅的含量达到96-98％。

3.3净化气体含尘浓度分析

对实施例2中排放的气体进行含尘浓度分析，结果如表4所示：

表4.

	粉尘捕集率(％)	排放含尘浓度(mg/m<sup>3</sup>)
			A	99.8	<10
B	99.8	<10
			C	99.9	<10

可得，粉尘捕集率可达到99.8％，排放含尘浓度小于10mg/m³，满足国家排放标准。

对比例1

与实施例1不同的是，仅用布袋除尘器进行收集，其余皆相同。所得二氧化硅微硅粉中二氧化硅的含量如下：

表5.

成分	C	CaO	SiO<sub>2</sub>	MgO	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	其他
								质量分数％	9	3	80	3	2	2	1

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.电袋除尘系统在提高微硅粉中二氧化硅含量的用途，其特征在于，该用途是通过对微硅粉中不同电阻率的成分选择性捕集实现的。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述电袋除尘系统包括电除尘器和布袋除尘器，所述电除尘器采用双电场设计。

3.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述微硅粉的成分包括SiO₂、C、Fe₂O₃、CaO、Al₂O₃和MgO。

4.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述微硅粉中二氧化硅的含量为96-98％。

5.一种提高微硅粉中二氧化硅含量的方法，其特征在于，包括用电袋除尘系统处理含尘烟气的步骤。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述高含量二氧化硅微硅粉中，二氧化硅的含量为96-98％。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，上述制备方法的具体过程为：含尘烟气进入电除尘器，对C、Fe₂O₃、CaO、Al₂O₃和MgO进行收集，剩余部分进入布袋除尘器，过滤，收集粉尘得到高含量二氧化硅微硅粉。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，上述制备方法的具体过程为：含尘烟气在引风机的作用下，通过管网进入电除尘器进行一次捕集，并独立收集粉尘，对C、Fe₂O₃、CaO、Al₂O₃和MgO进行收集；然后未被电除尘器捕集的烟尘再通过二次布袋除尘器进行过滤并独立收集粉尘，得到高含量二氧化硅微硅粉；由布袋除尘器排出的净化气体可直接对外排放。