DE2401217A1

DE2401217A1 - Verfahren zur herstellung von ferrumsilizium und/oder siliziummetall

Info

Publication number: DE2401217A1
Application number: DE2401217A
Authority: DE
Inventors: Heinz Hoelter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-01-11
Filing date: 1974-01-11
Publication date: 1975-07-17
Also published as: DE2444345A1

Description

Beschreibung und Erläuterung zur Patentanmeldung "Verfahren zur Herstellung von Ferrum-Silizium und/ oder Siliziummetall" Bei der Herstellung von Silizium oder Ferrum-Silizium oder Siliziummetall entsteht Staub.
Entsprechend der Absaugung entsteht eine Staubbelastung von 3 etwa 5 - 7 mg/Nm Dieser Staub ist spezifisch sehr leicht und hat eine Dichte von ca. gamma = 0,2.
3 Es ist durchaus so, daß mehrere 100.000 m bei den vorhandenen Ferrum-Silizium-Ofen in der Stunde abgesaugt werden müssen.
3 Das bedeutet naturgemäß einen Staubanfall von mehreren m 3 3 Staubvolumen, der z.B. bei 100.000 Nm = 3,5 m /h beträgt.
Die Analyse des Staubes enthält ungefähr 85 -90 % Si02, 1 % Fe203, 1 % A1203 c 1 % CaO c 0,5 % MgO und ungefähr 5 - 10 % C als reiner Kohlenstoff vorkommend.
Das bedeutet, daß dieser Staub sehr wertvoll ist und zweckdienlicherweise erfindungsgemäß wieder dem Prozeß zugeführt werden sollte.
Jedoch aufgrund der spezifischen geringen Wichte ist dieser Staub nicht in einfachster Weise dem Ofen zuzuführen, da dieser durch den Aufwind und die Thermik wieder aus dem Kamin ausgetragen würde.
Es muß daher erfindungsgemäß eine Brikettierung erfolgen, um diesen wertvollen Staub dem Prozeß wieder zuzuführen oder aber z.B. als Baustoff oder Bauelement zu verformen und für wertvolle Herstellungsverfahren zu benutzen.
Organische Bindemittel können nicht angewandt werden, da bei den hohen Temperaturen die hergestellten Verbindungen,d.h. Körper zerplatzen und wieder aus dem Prozeß als Staub entweichen.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen Natrium-Silikat Na2SiO3 oder auch Wasserglas genannt, in der Kombination mit Natrium-Hydroxyd NaOH vorzugsweise in der gewichtsmäßigen Zusammensetzung Staub zu Bindemitteln bis zu 7 % zu verwenden.
Der Staub kann erfindungsgemäß entsprechend beiliegender Zeichnung in einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zusammengesetzt sein.
Beim Verfahren wird verwandt: Quarz (silo2), Eisentrioxid (Fe203) und als negative Komponenten, die dem Grundstoff beigefügt sind, ist Al203, CaO, + MgO vorhanden.
Je kleiner dieser negative Anteil als Substanz vorliegt, desto besser ist es für das Verfahren.
Als 2. Komponente wird ein Reduktor verwandt, der aus Holzkohle z.B., oder Koks und/oder Petrolkoks besteht.
Dieser Reduktor hat die Aufgabe, das SiO2 zu reduzieren, so daß reines Si entsteht.
Bei dem Verfahren A) wird SiO2 + Fe + 2C = FeSi + 2CO (= Ferrum-Silizium) reduziert.
Bei beiden Verfahren entsteht der wie obig beschrieben und angeführte Staub.
Dabei muß man bedenken, daß der durch die Reduktion gewünschte und teuer erworbene Faktor C zu einem großen Teil mit dem Staub von Thermik und Luftbewegung ausgetragen wird.
Erfindungsgemäß muß also dieser Staub in einer gebundenen Körperform dem Prozeß zugeführt werden, um dadurch den Reduktorzuschlag um ein sehr beträchtliches Maß zu senken.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt: mit 1: ein Staubbehälter, in dem der Staub von dem Filter des Ferrum-Silizium-Prozesses zugeführt wird, mit 2: ein Wasserglasbehälter, mit 3: die Dosierpumpe des Wasserglasbehälters, mit 4: das Rührwerk, mit 5: die Staubförderschnecke, mit 6: die Brikettpresse, mit 7: die Briketts, mit 8: die Flüssigkeit, bestehend z.B. aus H20 und Wasserglas, die aus der Brikettpresse wieder zurückfließt und einer die nosierpumpe 3 dom Wasserglasbehälter zugeführt wird.
Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung: rr vom Filter aufgafangene Staub wird über die Staubförderschnecke 5 dem Rührwerk 4 zugeführt und dort über die Dosierpumpe 3 mit Wasserglas versorgt.
Erfindungsgemäß ist die Wasserglaszugabe kleiner 7 %.
Nach dem ordnungsgemäßen Durchmischen wird die Masse der Brikettierpresse 6 zugeführt und dort unter entsprechendem gewünschten Druck brikettiert, so daß bei 7 die Briketts herausfallen, die dem Prozeß wieder zugeführt werden und das aus der Brikettierpresse heraus gedrückte flüssige Rücklaufwasser, das mit Wasserglas angereichert ist, wird über die Dosierpumpe dem Wasserglasbehälter wieder zugeführt.
Weiterhin ist erfindungsgemäß hervorzuheben, daß durch die Bildung von Körpern z.B. brikettähnlicher Art, bestehend aus dem obig angeführten Staub, aus dem Ferrum-Silizium-Verfahren und aus der Beimengung von Wasserglas als Bindemittel, ein korrosionherninender Zuschlagstoff, der voll, wie obig beschrieben, an dem Verfahren teilnimmt und zusätzlich noch eine Korrosionsverhinderung bewirkt, und zwar nach folgendem chemischem Ablauf: Na2 x SiO3 unter Zuführung von Temperatur z.B. Temperatur, die beim Prozeß Ferrum-Silizium vorherrscht dissoziiert zu Na20 + SiO2 Dieses ist ein neutrales Salz und vermindert beim Prozeß die Korrosion der Abgaselemente wie Hauben, Rohre und Filter. Dieses ist erfindungsgemäß durch die Zuführung von Wasserglas als Bindemittel zum Staub ein neuer Gedanke.
Weiterhin ist erfindungsgemäß auszuführen, daß durch die Reaktion des Bindemittels bei einem Einsatz von umgerechnet 1,-- DM ein neuer Stoff als reines Silizium entsteht mit einer Wertigkeit von ca. 3,-- DM.
Erfindungsgemäß wird weiter ausgeführt, daß es dienlich ist, dem Filterstaub reinen, feinen Quarzsand beizumischen, um dadurch den Staub noch prozeßgerechter zu gestalten.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend im einzelnen dargestellten und beschriebenen Ausbildungsformen beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen möglich, ohne jedoch von dem Grundgedanken abzuweichen, bei einem Verfahren zur Herstellung von Ferrum-Silizium und/oder Siliziummetall den Staub aufzufangen, zu einem Körper zu verdichten und dem Prozeß wieder zuzuführen mittels geeigneter Vorrichtungen unter Verwendung von Wasserglas oder deren Abkömmlinge als Bindemittel.
sPabentansprAche:

Claims

P atentansprüche: Anspruch -1: Verfahren zur Herstellung von Ferrum-Silizium und/ oder Siliziummetall dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Herstellung entstehende Staub eingefangen und zu einem Körper geformt, wieder dem Prozeß zurückgeführt wird.

Anspruch 2: Verfahren nach Anspruch 1 Verfahren zur Herstellung von Ferrum-Silizium und/oder Siliziummetall dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel zur Verfestigung des Staubes ein dem Staub sehr ähnlich aufgebautes Bindematerial Anwendung findet, vorzugsweise Natrium-Silikat Na2SiO3 oder auch Wasserglas genannt, in der Kombination mit Natrium-Hydroxyd NaOH in einer Zusammensetzung von kleiner als 7 % Bindemittel im Gewichtsverhältnis zum Ferrum-Silizium Staub.

Anspruch 3: Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gekennzeichnet durch eine Staubdosiereinrichtung, die einer Mischeinrichtung und/oder Rührwerksvorrichtung 4 den Staub zuführt sowie einem Wasserglasbunker- und Dosiereinrichtung 2 und 3 und einer den Rührvorichtungen nachgeschalteter Brikettpresseinrichtung 6 mit Rücklaufpumpenvorrichtung für die ausgepresste Flüssigkeit 8.

L e e r s e i t e