CN114477187B - 一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法 - Google Patents
一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114477187B CN114477187B CN202011266119.5A CN202011266119A CN114477187B CN 114477187 B CN114477187 B CN 114477187B CN 202011266119 A CN202011266119 A CN 202011266119A CN 114477187 B CN114477187 B CN 114477187B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon
- aluminum
- iron alloy
- melt
- iron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 85
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 84
- -1 aluminum-silicon-iron Chemical compound 0.000 title claims abstract description 73
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910000905 alloy phase Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 10
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 6
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 5
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 229910052656 albite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 4
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 claims description 4
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims description 4
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 4
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 claims description 4
- 229940072033 potash Drugs 0.000 claims description 4
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000010923 batch production Methods 0.000 claims description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 78
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005554 pickling Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 2
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018619 Si-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008289 Si—Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/02—Silicon
- C01B33/037—Purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法，步骤为：(1)将铝硅铁合金投入中频炉内进行高温熔炼，得到铝硅铁合金熔融体；(2)将熔融体在模具中进行浇铸，控制降温速度和时间，让合金相析出、长大，得到一级铝硅铁合金块；(3)将一级铝硅铁合金块装入带加热装置的超重力离心装置内，高温加热，使铁相熔融而初晶硅仍保持固态，启动离心机，在超重力作用下，熔体通过多孔滤板实现分离，熔液经冷却凝固后得到脱氧剂用铝硅铁合金，熔渣为工业硅。本发明具有原料来源广、生产成本低、能耗低的特点，实现了高纯度工业硅的有效分离，尤其酸洗后的纯度可达冶金级乃至多晶硅级工业硅，易于实现产业化应用。
Description
技术领域
本发明属于冶炼技术领域，特别是涉及一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法。
背景技术
随着近代工业、现代科学和新技术的蓬勃发展，硅和含硅材料的应用已普及到汽车、船舶和航空领域。由于工业硅是高纯度硅和各种含硅材料的基础材料，硅和各种含硅材料的应用领域不断扩大，从而促进了工业硅生产的迅速发展。
目前，由优质铝土矿或非传统含铝矿物经冶金工艺制得的铝硅铁合金主要作为炼钢脱氧剂，被广泛应用于炼钢厂。但由于炼钢脱氧剂用量有限，且价格较低，从而制约了铝硅铁合金的应用市场。如果能从铝硅铁合金提取工业硅，尤其酸洗后的纯度可达冶金级乃至多晶硅级工业硅，无疑在产品的市场容量上还是在经济价值上均具有极大意义。
含硅材料提纯、净化硅元素方面，有用定向凝固方法来分离含铝硅金属液中的硅，但该方法生产效率低，耗电大成本高且装备昂贵。工业上常规处理含硅、含杂质的原材料的提纯方法，通常采用西门子法，其原理是先用盐酸及纯硅制备高纯三氯氢硅，再在1100℃左右的高纯硅芯上用超高纯氢还原高纯三氯氢硅，所生成的多晶硅沉积在硅芯上。但该方法存在着环境污染严重，并且效率低、成本高、对原料纯度或杂质含量要求苛刻等缺陷。由此亟需创新一种低成本、有效分离和提纯含硅材料的相关方法、技术。
现有技术中，专利CN110902685A公开了“一种分离含硅混合物收得工业硅的方法”，(1)将温度为900-2500℃的液态含硅混合物金属放入保温包内；(2)控制液态含硅混合物金属的降温速度，让硅晶体析出、长大；(3)结晶硅自身或小孔滤网的过滤装置将长出的固态工业硅过滤收得；(4)工业硅过滤后剩余的液态混合物其他液相元素充分甩出或压出分离，得到合金副产品。该方法将超重力离心引入硅与合金熔剂的分离中，分离效率较之前的定向凝固方法得以大幅提高。但该工艺存在一个致命问题：离心分离是在高温液态下进行，而高温熔融铝合金液对各种金属材料均具有极强腐蚀性，所以很难低成本找到一种材料既能在高温下具有高强度且能够耐高温铝液侵蚀。所以该工艺无法进行高效、大规模的实际应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种从铝硅铁合金提取工业硅，该方法有效实现了铝硅铁合金中高价值工业硅的低成本分离，尤其酸洗后的纯度可达冶金级乃至多晶硅级工业硅，原料来源广、能耗低且无新的固废排放，实现资源利用率最大化，易于实现产业化应用。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：
一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法，步骤是：
(1)将铝硅铁合金投入中频炉内进行高温熔炼，得到铝硅铁合金熔融体；
(2)将熔融体在模具中进行浇铸，控制冷却降温速度和时间，让合金相析出、长大，而后自然冷却至室温，得到一级铝硅铁合金块；
(3)将一级铝硅铁合金块装入带加热装置的超重力离心装置内，加热至850～1050℃，使铁相熔融而初晶硅仍保持固态，启动离心机，在超重力作用下，熔体通过多孔滤板实现分离，熔液经冷却凝固后得到脱氧剂用铝硅铁合金，熔渣为工业硅。
在上述方法中，步骤(1)所述铝硅铁合金是由含铝硅矿物经冶金工艺制得，含铝硅矿物为含铝硅废渣或低品位铝矿资源，其中：所述的含铝硅废渣包括铝土矿浮选尾矿、煤矸石、粉煤灰和页岩渣，选择其中一种或几种混合；所述的低品位铝矿资源包括铝硅比较低的铝土矿、高岭石、钠长石、钾长石，选择其中一种或几种混合。
在上述方法中，步骤(1)所述铝硅铁合金成分中Al质量分数为10～90％，Si质量分数为10～90％，Fe质量分数为0.7～10％。
在上述方法中，步骤(1)所述中频炉内熔融温度1400～1600℃。
在上述方法中，步骤(2)所述熔融体浇铸后，以1～20℃/min速度降温到850～1050℃，保温30～120min。
在上述方法中，步骤(3)所述一级铝硅铁合金块加热至850～1050℃后保温60～300min，超重力系数为200～500g，分离时间为5～15min。
在上述方法中，步骤(3)所述多孔滤板为S310耐高温不锈钢过滤器。
在上述方法中，步骤(3)所述超重力分离为连续处理或间歇性批处理。
在上述方法中，步骤(3)所述不仅可以生产出酸洗后的纯度可达冶金级乃至多晶硅级工业硅，又可以得到脱氧剂用铝硅铁合金。
本发明是基于如下事实来完成的：
1、在铝硅铁熔融体降温结晶过程中，利用铝硅铁熔融体的偏析净化原理，让较纯净的硅晶体先析出、长大，控制降温曲线使硅原子排列结构在固液交界面上形成规则的结晶，利用析出硅晶体原子结构排列的自身规律生长所形成的独特骨架结构；继续降温后，剩余熔融态的合金凝固存在于硅相形成的骨架空隙中形成固体块。
2、将铝硅铁熔融体冷却形成的固体块再加热熔融时，因初晶硅和铁相熔融温度的不同，可选取特定高温熔融温度，使铁相熔融而初晶硅仍保持固态，而后在超重力作用下，分离得到脱氧剂用铝硅铁合金和工业硅，从而实现铝硅铁合金的分级提纯。
3、在超重力离心过程中，片状结晶硅形成的骨架结构成为了很好的自身过滤装置，从而实现了高温阶段的有效分离、过滤。
本发明具有的优点：以含铝矿物经冶金工艺生产的铝硅铁合金为原料，提出一种高效、环保并能够连续、大规模生产的方法，有效实现了铝硅铁合金中高价值工业硅的低成本分离，不仅可以生产出脱氧剂用铝硅铁合金，又可以得到酸洗后的纯度可达冶金级乃至多晶硅级工业硅，综合回收利用率高，生产效率高，无环境污染，易于工业化推广，社会效益和经济效益显著。
附图说明
图1是本发明的铝-硅-铁三元合金相图。
图2是本发明的工艺流程。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法，其工艺流程图如图2所示，包括以下步骤：
将100kg铝硅铁合金投入中频炉内进行高温熔炼，熔料温度为1400～1600℃，其中铝硅铁合金成分中Al质量分数为52.45％、Si质量分数为41.98％、Fe质量分数为2.65％，得到铝硅铁合金熔融体；将熔融体在模具中进行浇铸，而后2℃/min降温到900℃，在该温度下保温120min，让合金相析出、长大，而后自然冷却至室温，得到一级铝硅铁合金块。如图1所示，本发明合金相图显示，当冷却温度降到950～1000℃时，硅晶体先析出、长大，随着冷却温度降低，熔体中硅含量逐渐减少，当温度降到750～800℃，针状或片状的铁相开始晶出，继续降温到577℃以下，剩余熔融态的合金凝固存在于硅相形成的骨架空隙中形成固体块。
将100kg一级铝硅铁合金块装入带加热装置的超重力离心装置内，加热至1000℃，保温180min，使铝硅熔融而初晶硅和铁相仍保持固态，启动离心机，超重力系数为212g，分离时间为10min，在超重力作用下，熔体通过多孔滤板实现分离，熔液经冷却凝固后得到脱氧剂用铝硅铁合金82.98kg，其中Fe质量分数为3.15％，Si质量分数为30.18％，熔渣为工业硅17.02kg，工业硅纯度为99.52％。
实施例2
一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法，其工艺流程图如图2所示，包括以下步骤：
将100kg铝硅铁合金投入中频炉内进行高温熔炼，熔料温度为1400～1600℃，其中铝硅铁合金成分中Al质量分数为52.45％、Si质量分数为41.98％、Fe质量分数为2.65％，得到铝硅铁合金熔融体；将熔融体在模具中进行浇铸，而后5℃/min降温到950℃，在该温度下保温90min，让合金相析出、长大，而后自然冷却至室温，得到一级铝硅铁合金块。如图1所示，本发明合金相图显示，当冷却温度降到950～1000℃时，硅晶体先析出、长大，随着冷却温度降低，熔体中硅含量逐渐减少，当温度降到750～800℃，针状或片状的铁相开始晶出，继续降温到577℃以下，剩余熔融态的合金凝固存在于硅相形成的骨架空隙中形成固体块。
将100kg一级铝硅铁合金块装入带加热装置的超重力离心装置内，加热至950℃，保温180min，使铝硅熔融而初晶硅和铁相仍保持固态，启动离心机，超重力系数为212g，分离时间为10min，在超重力作用下，熔体通过多孔滤板实现分离，熔液经冷却凝固后得到脱氧剂用铝硅铁合金78.23kg，其中Fe质量分数为3.32％，Si质量分数为27.10％，熔渣为工业硅21.77kg，工业硅纯度95.45％。
实施例3
一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法，其工艺流程图如图2所示，包括以下步骤：
将100kg铝硅铁合金投入中频炉内进行高温熔炼，熔料温度为1400～1600℃，其中铝硅铁合金成分中Al质量分数为52.45％、Si质量分数为41.98％、Fe质量分数为2.65％，得到铝硅铁合金熔融体；将熔融体在模具中进行浇铸，而后5℃/min降温到950℃，在该温度下保温90min，让合金相析出、长大，而后自然冷却至室温，得到一级铝硅铁合金块。如图1所示，本发明合金相图显示，当冷却温度降到950～1000℃时，硅晶体先析出、长大，随着冷却温度降低，熔体中硅含量逐渐减少，当温度降到750～800℃，针状或片状的铁相开始晶出，继续降温到577℃以下，剩余熔融态的合金凝固存在于硅相形成的骨架空隙中形成固体块。
将100kg一级铝硅铁合金块装入带加热装置的超重力离心装置内，加热至950℃，保温300min，使铝硅熔融而初晶硅和铁相仍保持固态，启动离心机，超重力系数为212g，分离时间为10min，在超重力作用下，熔体通过多孔滤板实现分离，熔液经冷却凝固后得到脱氧剂用铝硅铁合金79.45kg，其中Fe质量分数为3.27％，Si质量分数为28.51％，熔渣为工业硅20.55kg，工业硅纯度94.05％。
实施例4
一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法，其工艺流程图如图2所示，包括以下步骤：
将100kg铝硅铁合金投入中频炉内进行高温熔炼，熔料温度为1400～1600℃，其中铝硅铁合金中Al质量分数为55.47％、Si质量分数为38.52％、Fe质量分数为3.65％，得到铝硅铁合金熔融体；将熔融体在模具中进行浇铸，而后1℃/min降温到900℃，在该温度下保温120min，让合金相析出、长大，而后自然冷却至室温，得到一级铝硅铁合金块。如图1所示，本发明合金相图显示，当冷却温度降到900～950℃时，硅晶体先析出、长大，随着冷却温度降低，熔体中硅含量逐渐减少，当温度降到750～800℃，针状或片状的铁相开始晶出，继续降温到577℃以下，剩余熔融态的合金凝固存在于硅相形成的骨架空隙中形成固体块。
将100kg一级铝硅铁合金块装入带加热装置的超重力离心装置内，加热至900℃，保温180min，使铝硅熔融而初晶硅和铁相仍保持固态，启动离心机，超重力系数为212g，分离时间为10min，在超重力作用下，熔体通过多孔滤板实现分离，熔液经冷却凝固后得到脱氧剂用铝硅铁合金76.32kg，其中Fe质量分数为4.60％，Si质量分数为20.43％，熔渣为工业硅23.68kg，工业硅纯度为96.81％。
本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将铝硅铁合金投入中频炉内进行高温熔炼，得到铝硅铁合金熔融体；(2)将熔融体在模具中进行浇铸，控制冷却降温速度和时间，以1～20℃/min速度降温到850～1050℃，保温30～120min，让合金相析出、长大，而后自然冷却至室温，得到一级铝硅铁合金块；(3)将一级铝硅铁合金块装入带加热装置的超重力离心装置内，加热至850～1050℃，使铁相熔融而初晶硅仍保持固态，启动离心机，在超重力作用下，熔体通过多孔滤板实现分离，熔液经冷却凝固后得到脱氧剂用铝硅铁合金，熔渣为工业硅。
2.按照权利要求1所述的一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的铝硅铁合金是由含铝硅矿物经冶金工艺制得，含铝硅矿物为含铝硅废渣或低品位铝矿资源，其中：所述的含铝硅废渣包括铝土矿浮选尾矿、煤矸石、粉煤灰和页岩渣，选择其中一种或几种混合；所述的低品位铝矿资源包括铝硅比较低的铝土矿、高岭石、钠长石、钾长石，选择其中一种或几种混合。
3.按照权利要求1所述的一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的铝硅铁合金成分中Al质量分数为10～90％，Si质量分数为10～90％，Fe质量分数为0.7～10％。
4.按照权利要求1所述的一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的中频炉内熔融温度1400～1600℃。
5.按照权利要求1所述的一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的一级铝硅铁合金块加热至850～1050℃后保温60～300min，超重力系数为200～500g，分离时间为5～15min。
6.按照权利要求1所述的一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的多孔滤板为S310耐高温不锈钢过滤器。
7.按照权利要求1所述的一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的超重力分离为连续处理或间歇性批处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011266119.5A CN114477187B (zh) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | 一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011266119.5A CN114477187B (zh) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | 一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114477187A CN114477187A (zh) | 2022-05-13 |
| CN114477187B true CN114477187B (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=81490734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011266119.5A Active CN114477187B (zh) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | 一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114477187B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111747415B (zh) * | 2020-07-13 | 2022-08-23 | 昆明理工大学 | 一种工业硅中杂质铁的去除方法 |
| CN118004973A (zh) * | 2024-04-08 | 2024-05-10 | 北京科技大学 | 一种热态连续回收锌氧压浸出高硫渣中单质硫的方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102786060A (zh) * | 2012-08-15 | 2012-11-21 | 大连理工大学 | 一种增强合金化分凝提纯多晶硅的方法 |
| CN105821218A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-08-03 | 北京科技大学 | 一种超重力去除粗铅中杂质元素铜的方法 |
| CN110846513A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-02-28 | 刘旭 | 一种过滤及离心分离含铝硅铁等混合物并除杂提纯的方法 |
| CN110902685A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-03-24 | 武翠莲 | 一种分离含硅混合物收得工业硅的方法 |
| CN111172393A (zh) * | 2019-09-02 | 2020-05-19 | 昆明理工大学 | 一种超重力分离Al-Sn-Cu三元合金的方法 |
| CN111675222A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-09-18 | 昆明理工大学 | 一种利用低品位硅石生产工业硅的方法 |
-
2020
- 2020-11-13 CN CN202011266119.5A patent/CN114477187B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102786060A (zh) * | 2012-08-15 | 2012-11-21 | 大连理工大学 | 一种增强合金化分凝提纯多晶硅的方法 |
| CN105821218A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-08-03 | 北京科技大学 | 一种超重力去除粗铅中杂质元素铜的方法 |
| CN111172393A (zh) * | 2019-09-02 | 2020-05-19 | 昆明理工大学 | 一种超重力分离Al-Sn-Cu三元合金的方法 |
| CN110846513A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-02-28 | 刘旭 | 一种过滤及离心分离含铝硅铁等混合物并除杂提纯的方法 |
| CN110902685A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-03-24 | 武翠莲 | 一种分离含硅混合物收得工业硅的方法 |
| CN111675222A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-09-18 | 昆明理工大学 | 一种利用低品位硅石生产工业硅的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114477187A (zh) | 2022-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2198077B1 (en) | Method for processing silicon powder to obtain silicon crystals | |
| CN110846513A (zh) | 一种过滤及离心分离含铝硅铁等混合物并除杂提纯的方法 | |
| US4539194A (en) | Method for production of pure silicon | |
| CN114477187B (zh) | 一种从铝硅铁合金提取工业硅的方法 | |
| CN110902685A (zh) | 一种分离含硅混合物收得工业硅的方法 | |
| US4195067A (en) | Process for the production of refined metallurgical silicon | |
| CA2694806A1 (en) | Use of acid washing to provide purified silicon crystals | |
| ZA200607288B (en) | Method for the purification of a molten metal | |
| CN113913621B (zh) | 一种利用高铝煤矸石制备铝硅铁合金并分级提纯的方法 | |
| CN101712474B (zh) | 采用析释提纯技术的太阳能级高纯硅的制备方法 | |
| CN112110450A (zh) | 一种冶金级硅中杂质硼去除的方法 | |
| CN113897492B (zh) | 一种高温、低温两步重熔离心分离提纯铝硅铁合金的方法 | |
| CN114480867B (zh) | 一种重熔离心磁选分级提纯铝硅铁合金的方法 | |
| CN114480865B (zh) | 一种低温重熔离心分离分级提纯铝硅铁合金的方法 | |
| CN114480890B (zh) | 一种低温、高温两步重熔离心分离提纯铝硅铁合金的方法 | |
| CN114480868B (zh) | 一种高温重熔离心分离分级提纯铝硅铁合金的方法 | |
| CN114480891B (zh) | 一种从铝硅铁合金中提取铝硅合金的方法 | |
| CN101928983B (zh) | 触媒法生产多晶硅和多晶硅薄膜的方法 | |
| CN114480864B (zh) | 一种重熔离心电选分级提纯铝硅铁合金的方法 | |
| CN104071790A (zh) | 电磁搅拌硅合金熔体硅提纯装置及方法 | |
| CN101863476B (zh) | 一种去除硅中硼元素的方法 | |
| CN108101064B (zh) | 一种温度梯度分离硅中硬质夹杂的方法 | |
| CN114480855B (zh) | 一种利用高铝粉煤灰制备铝硅铁合金并分级提纯的方法 | |
| CN114480866A (zh) | 一种重熔离心浮选分级提纯铝硅铁合金的方法 | |
| CN108128779B (zh) | 一种去除多晶硅中碳、氮杂质的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |