DK153849B - Fremgangsmaade til fremstilling af silicium- og carbonholdige raastofblandinger til brug ved fremstilling af silicium eller siliciumlegeringer - Google Patents

Fremgangsmaade til fremstilling af silicium- og carbonholdige raastofblandinger til brug ved fremstilling af silicium eller siliciumlegeringer Download PDF

Info

Publication number
DK153849B
DK153849B DK114481AA DK114481A DK153849B DK 153849 B DK153849 B DK 153849B DK 114481A A DK114481A A DK 114481AA DK 114481 A DK114481 A DK 114481A DK 153849 B DK153849 B DK 153849B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
carbon
mixture
silicon
coal
silicone
Prior art date
Application number
DK114481AA
Other languages
English (en)
Other versions
DK114481A (da
DK153849C (da
Inventor
Gert-Wilhelm Lask
Original Assignee
Coc Luxembourg Sa
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE3009808A priority Critical patent/DE3009808C2/de
Priority to DE3009808 priority
Application filed by Coc Luxembourg Sa filed Critical Coc Luxembourg Sa
Publication of DK114481A publication Critical patent/DK114481A/da
Publication of DK153849B publication Critical patent/DK153849B/da
Application granted granted Critical
Publication of DK153849C publication Critical patent/DK153849C/da

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/003Making ferrous alloys making amorphous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02Silicon
    • C01B33/021Preparation
    • C01B33/023Preparation by reduction of silica or free silica-containing material
    • C01B33/025Preparation by reduction of silica or free silica-containing material with carbon or a solid carbonaceous material, i.e. carbo-thermal process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/242Binding; Briquetting ; Granulating with binders
    • C22B1/244Binding; Briquetting ; Granulating with binders organic
    • C22B1/245Binding; Briquetting ; Granulating with binders organic with carbonaceous material for the production of coked agglomerates

Description

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af silicium- og carbonholdige råstofblandinger til brug ved fremstilling af silicium eller siliciumlegeringer, specielt ferrosiliciumlegeringer, i elektroovne, hvorved man blander en finkornet siliciumforbindelse med finkornet kulstof og eventuelt en eller flere andre carbonholdige forbindelser og briketterer den fremkomne blanding. Ved "si-liciumforbindelse" forstår man inden for opfindelsens rammer forbindelser indeholdende SiC^» eksempelvis sand, formalet kvarts og lignende forbindelser. Elektroovnene, hvori fremstillingen af silicium eller siliciumlegeringer-ne finder sted, er i almindelighed elektroskaktovne, omend man også kan arbejde med andre typer af elektroovne.

Inden for den kendte teknik tilfører man almindeligvis yderligere blandingen et bituminøst bindemiddel, eksempelvis stenkulstjære. Som følge deraf er briketteringen en bindemiddelbrikettering. De således fremstillede råstofblandinger er flydende i elektroovnen, hvori fremstillingen af silicium eller siliciumlegeringerne gennemføres. Inden for den kendte teknik er det også velkendt, at man kan gennemføre briketteringén uden bindemiddel i kold tilstand under højt tryk. Imidlertid vil råstofblandinger fremstillet på denne måde nedbrydes i en elektroovn.

I praksis har man derfor ikke kendskab til, at råstofblandinger, der fremstilles som beskrevet, kan anvendes til udvinding af silicium eller siliciumlegeringer i elektroovne. I korthed skal følgende anføres med hensyn til den kendte teknik og med hensyn til de foreliggende problemer:

Udvindingen af silicium og siliciumlegeringer fra SiC^, tilvejebragt i form af sand eller bearbejdede kvartsformer, foregår hovedsageligt i elektroovne, og man gør i så fald brug af tilblandede kulstofformer såsom koks, petroleumskoks, kul, trækul, træ, savsmuld og lignende. I praksis foreligger et stort antal fremgangsmåder, som af de enkelte producenter i vid udstrækning har været hemmeligholdt. Det er et sikkert holdepunkt herfor, at der arbejdes efter empiriske synspunkter, og at tilberedningen af de forbindelser, der skal indføres i elek-troovnen, ikke kan gennemføres efter eksakte fysisk-kemiske synspunkter. Hvis man således i første omgang betragter reduktionen af SiC^ med kulstof som en reaktion imellem to faststoffaser, kan man som det første skridt hen imod SiO antage en diffusion som værende den hastighedsbestemmende reaktion. Det gasformige SiO reagerer derefter med det nærmest værende kulstof, men kan også via huller i ovnforingen undslippe og kondensere i de koldere dele af ovnen. Imidlertid fordrer begge reaktionsformer en tæt kontakt imellem Sii^ og reduktionsmidlet. Af denne grund blander man de to udgangsstoffer i form af fine formalinger homogent med hinanden. I en elektro-ovn er støvformige materialer imidlertid vanskelige at håndtere, således at formalingen og homogeniseringen foretages efter en sammenpresning. Dette giver de oven for beskrevne problemer. I øvrigt har man også forsøgt at omdanne blandingen til tilsvarende koks i klassiske kammerovne. Dette lod sig ikke gøre, eftersom brændbarheden af de -bedste fede kul (også efter tilsætning af tjære) ikke er tilstrækkelig til at binde mere end 20% af den siliciumholdige forbindelse til koksenes kulstof-skelet, hvilket skal sammenholdes med, at mængden af den siliciumholdige forbindelse af støkiometriske årsager skal være 60 til 70%.

Det er derfor formålet med den foreliggende opfindelse at gennemføre den ovennævnte metode på en sådan måde, at der dannes råstofblandinger, som i elektroovnen kan imødekomme alle krav med hensyn til stabilitet, ledningsevne, reduktionsforhold og støkiometri.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at den fintfordélte siliciumforbindelse blandes med bagende kul, og eventuelt andre kulstofforbindelser, idet man anvender så store mængder, at den samlede mængde carbon udgør omkring 40 vægt-% i forhold til siliciumforbindelsens indhold af εΐθ2* hvorefter blandingen ved en temperatur på mellem 350 og 550 °C omdannes til den ønskede råstofblanding ligesom ved bindemiddel-fri varmbrikettering af stenkul* Ifølge en fo-retrykken udførelsesform for opfindelsen omdannes blandingen til råstofbriketter med en vægt på mellem 10 og 100 g, fortrinsvis 20 til 60 g. En velegnet fremgangsmåde er karakteriseret ved, at man blander 60 til 70 vægt-% af den siliciumholdige forbindelse, ·20 til 30 vægt-% bagende kul og lo til 20 vægt-% andre kulstofforbindelser, såsom ikke-bagende kul og/eller koks og/eller petroleumskoks og/eller organiske forbindelser·, idet man naturligvis overholder det ovennævnte forhold i-mellem carbon og S1O2. Derefter varmbriketterer man denne blanding som beskrevet ovenfor.

Ved varmbrikettering forstås en bindemiddel-fri brikettering af stenkul, hvorved det finkornede kul opvarmes og presses i varm tilstand. Varmbrikettering af stenkul har hidtil ikke vundet udbredelse i større målestok, hvilket fremgår af Lueger Lexikon des Bergbaues, side 130, Deutsche Verlags-Anstalt, Stuttgart (1962). Endvidere lader finkornet stenkul sig kun forarbejde til briketter med tilfredsstillende resultater, når der også benyttes et bindemiddel. Dette er især tilfældet, når briketterne også iblandes andre bestanddele, såsom metaloxider.

Af denne grund er det i forbindelse med varmbrikettering ved fremstilling af malm- og koksholdige briketter velkendt at sætte tjære, beg, jordoliebitumen eller lignende til de formalede bagende kul, inden disse briketteres; se DE offentliggørelsesskrift nr. 2 335 669.

Det har nu overraskende vist sig, at man kan foretage en bindemiddel-fri varmbrikettering af stenkul og S1O2 ved at anvende fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og herved opnår man råstofbriketter, som kan videreforarbej-des i en elektroovn, idet der praktisk taget ikke sker nogen nedbrydning af briketterne i elektroovnen.

Ved beregning af brikettens sammensætning er det mest praktisk at gå ud fra det støkiometriske forhold:

Si02 + 2C -5* Si + 2 CO

60 + 24 = 28 + 56, svarende til, at 1000 kg Si02 kræver 400 kg C, eller at

71.4 kg Si02 kræver 28,6 kg C, eller at 2,5 kg Si02 kræver· ‘1,0 kg C

Det er velkendt, at med hensyn til bindemiddelforbindel-sen spiller den ydre overflade af materialet, der skal briketteres, en væsentlig rolle. Denne overflade afhænger som helhed af kornopbygningen og mikrostrukturen i kornoverfladen. Kornenes indre overflade kan man i de fleste tilfælde se bort fra. Denne kendsgerning medfører, at der for en given ens kornstørrelse og overfladestruktur i forskellige materialer, der skal briketteres, kræves det samme bindemiddelvolumen. Hvis man omregner blandingens masseandele, aftager bindemidlets andel med stigende specifik masse af materialet, der skal briketteres. Omsætter man kulstofforbindelsen i den varme briket, som også benævnes formkoks, med kvarts, stiger den specifikke masse af materialet, der skal bri- 3 ketteres, fra 1,2-1,5 til 2,65 g/cm . Dette medfører, at den nødvendige mængde bindemiddel kan sænkes fra 30 t 3% til 22 t 3%. Alt efter omfang og indhold af flygtige bestanddele i det anvendte bindingskul forbliver der efter varmbriketteringen et indhold af kulstof på omkring 16.5 t 2.% tilbage. Den støkiometriske beregning giver herefter, at denne mængde kulstof er for lille. En stigning i kulstofindholdet kan frembringes ved at forhøje mængden af bindingskul eller ved at tilsætte forskellige ikke-bagende kulstofforbindelser såsom anthracit, petroleumskoks, svovlkoks eller højtemperaturkoks, som alle kan indføres i blandingen i stedet for kvarts. Hvis man indfører ikke-bagende kulstofforbindelser, må man af de ovennævnte årsager også foretage en passende forhøjelse af mængden af bindingskul.

Opfindelsen illustreres nærmere ved de følgende eksempler. EKSEMPEL 1: 63>5 massedele sand plus 36,3 massedele bagekul. Ved et kulstofudbytte fra kullet på 70% opnås følgende forhold: 63,5 massedele sand plus 25,55 massedele kulstof eller 1000 kg sand til 402 kg kulstof.

Resultatet svarer til den støkiometriske beregning. I industriel praksis vil man i de tilstræbte forhold også tage hensyn til, at kulasken indeholder omkring 50% S1O2, som ligeledes reduceres og behøver en tilsvarende mængde kulstof.

EKSEMPEL 2: 66 Massedele sand plus 12 massedele petroleumskoks plus 22 massedele bagendé kul. Kulstof udbyttet fra petroleumskoksene andrager 90%, og udbyttet fra kullene er 70%.

66 Dele sand plus (10,8 + 15,4) dele kulstof eller 1000 kg sand plus 397 kg C.

Resultatet svarer ikke helt til den støkiometriske beregning. Også her må man foretage en korrektion, der tager hensyn til asken fra de bagende kul.

Eksemplerne viser, at med hensyn til brikettering ved 350-550 °C kan fordringerne til reduktion af kulstofindholdet opfyldes, således at der ikke er noget til hinder for at anvende disse varmebriketter i elektroovne til fremstilling af silicium og siliciumlegeringer.

Claims (3)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af silicium- og carbon-holdige råstofblandinger til brug ved fremstilling af silicium eller siliciumlegeringer, specielt ferrosilici-umlegeringer, i elektroovne, hvorved en finkornet siliciumforbindelse blandes med findelt kulstof og eventuelt en eller flere andre carbonholdige forbindelser, hvorefter blandingen briketteres, k e n d e t e gUn e t- ved, at den finkornede siliciumforbindelse blandes med bagende kul, og eventuelt andre kulstofforbindelser, idet der anvendes så store mængder, at den samlede mængde carbon udgør omkring 40 vægt-% i forhold til siliciumforbindelsens indhold af Si02#· hvorefter blandingen ved en temperatur på mellem 350 og 550 °C ligesom ved bindemid-del-fri varmbrikettering af stenkul omdannes til en råstofblanding.
2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at blandingen briketteres til en fåstofblanding med en vægt på mellem 10 og 100 g, fortrinsvis mellem 20 og 60 g.
3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at man blander 60 til 70 vægt-% af en siliciumforbindelse, 20 til 30 vægt-% bagende kul og 10 til 20 vægt-% andre kulstofforbindelser, såsom ikke-bagende kul og/eller koks og/eller petroleumskoks og/eller organiske forbindelser, hvorefter man varmbriketterer denne blanding.
DK114481A 1980-03-14 1981-03-13 Fremgangsmaade til fremstilling af silicium- og carbonholdige raastofblandinger til brug ved fremstilling af silicium eller siliciumlegeringer DK153849C (da)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3009808A DE3009808C2 (da) 1980-03-14 1980-03-14
DE3009808 1980-03-14

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK114481A DK114481A (da) 1981-10-23
DK153849B true DK153849B (da) 1988-09-12
DK153849C DK153849C (da) 1989-01-30

Family

ID=6097199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK114481A DK153849C (da) 1980-03-14 1981-03-13 Fremgangsmaade til fremstilling af silicium- og carbonholdige raastofblandinger til brug ved fremstilling af silicium eller siliciumlegeringer

Country Status (32)

Country Link
US (1) US4389493A (da)
JP (1) JPH026815B2 (da)
AR (1) AR225949A1 (da)
AT (1) AT375681B (da)
AU (1) AU538052B2 (da)
BE (1) BE887930A (da)
BR (1) BR8101513A (da)
CA (1) CA1171227A (da)
DD (1) DD156903A5 (da)
DE (1) DE3009808C2 (da)
DK (1) DK153849C (da)
ES (1) ES8201216A1 (da)
FI (1) FI70257C (da)
FR (1) FR2478127B1 (da)
GB (1) GB2088840B (da)
IE (1) IE50934B1 (da)
IN (1) IN153095B (da)
IS (1) IS1120B6 (da)
IT (1) IT1136817B (da)
LU (1) LU83218A1 (da)
MX (1) MX155012A (da)
MY (1) MY8700216A (da)
NL (1) NL183025C (da)
NO (1) NO152515B (da)
PH (1) PH19532A (da)
PL (1) PL129470B1 (da)
PT (1) PT72643B (da)
SE (1) SE451711B (da)
SU (1) SU1091849A3 (da)
YU (1) YU41013B (da)
ZA (1) ZA8101436B (da)
ZW (1) ZW5181A1 (da)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3411731C2 (da) * 1983-11-26 1987-07-09 International Minerals & Chemical Corp., Northbrook, Ill., Us
LU85116A1 (de) * 1983-12-06 1985-09-12 Laborlux Sa Verfahren zur heissbrikettierung feinkoerniger stoffe und zur weiterverarbeitung der heissbriketts
DE3439550A1 (de) * 1984-10-29 1986-04-30 Siemens Ag Verfahren zum herstellen von silizium fuer solarzellen
DE3541125C2 (da) * 1985-05-21 1988-09-22 International Minerals & Chemical Corp., Northbrook, Ill., Us
US4659374A (en) * 1985-06-14 1987-04-21 Dow Corning Corporation Mixed binder systems for agglomerates
DE3724541C2 (da) * 1987-07-24 1990-01-11 Applied Industrial Materials Corp. Aimcor, Deerfield, Ill., Us
DE3923446C1 (da) * 1989-07-15 1990-07-26 Applied Industrial Materials Corp. Aimcor, Deerfield, Ill., Us
ZA9108453B (en) * 1990-10-23 1992-08-26 Nufarm Energy Pty Ltd Briquettes
ES2073217T3 (es) * 1991-08-08 1995-08-01 Applied Ind Materials Procedimiento para la obtencion de silicio en bajos hornos electricos y ladrillos de materia prima para la ejecucion del procedimiento.
NO20141486A1 (no) * 2014-12-09 2016-06-10 Elkem As Energieffektiv integrert fremgangsmåte for fremstilling av metaller eller legeringer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU190356A1 (ru) * В. Н. Веригин, В. А. Ткаченко , А. М. Варюшенков Способ получения кремния технической чистоты
US3704114A (en) * 1971-03-17 1972-11-28 Union Carbide Corp Process and furnace charge for use in the production of ferrosilicon alloys
DE2335669A1 (de) * 1973-07-13 1975-02-06 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur herstellung von erzkoks-heissbriketts fuer die selbstgaengige verhuettung

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2623243A (en) * 1946-01-09 1952-12-30 Azote & Prod Chim Method of agglomeration
US2561266A (en) * 1950-05-01 1951-07-17 Harry W Dietert Company Method and apparatus for forming test specimens of molding sand and the like
US3231649A (en) * 1964-04-17 1966-01-25 Pullman Inc Compaction method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU190356A1 (ru) * В. Н. Веригин, В. А. Ткаченко , А. М. Варюшенков Способ получения кремния технической чистоты
US3704114A (en) * 1971-03-17 1972-11-28 Union Carbide Corp Process and furnace charge for use in the production of ferrosilicon alloys
DE2335669A1 (de) * 1973-07-13 1975-02-06 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur herstellung von erzkoks-heissbriketts fuer die selbstgaengige verhuettung

Also Published As

Publication number Publication date
DK153849C (da) 1989-01-30
AU6815981A (en) 1981-09-17
PL129470B1 (en) 1984-05-31
FI810765L (fi) 1981-09-15
ES500301A0 (es) 1981-12-16
IT1136817B (it) 1986-09-03
ATA118181A (de) 1984-01-15
DE3009808C2 (da) 1982-02-18
AU538052B2 (en) 1984-07-26
IE50934B1 (en) 1986-08-20
BE887930A1 (da)
NL183025C (en) 1988-07-01
NL8101195A (nl) 1981-10-01
ZW5181A1 (en) 1981-07-22
CA1171227A1 (da)
NL183025B (en) 1988-02-01
MY8700216A (en) 1987-12-31
SU1091849A3 (ru) 1984-05-07
IS2623A7 (is) 1981-09-15
BR8101513A (pt) 1981-09-15
FI810765A (da)
NO152515B (no) 1985-07-01
GB2088840B (en) 1983-09-07
IT8120346D0 (it) 1981-03-13
ES500301D0 (da)
ES8201216A1 (es) 1981-12-16
SE451711B (sv) 1987-10-26
FR2478127B1 (da) 1983-12-16
IS1120B6 (is) 1983-07-08
JPS56136954A (en) 1981-10-26
DK114481A (da) 1981-10-23
PL230138A1 (da) 1981-12-23
IE810554L (en) 1981-09-14
LU83218A1 (de) 1981-06-24
CA1171227A (en) 1984-07-24
AR225949A1 (es) 1982-05-14
JPH026815B2 (da) 1990-02-14
PH19532A (en) 1986-05-20
ZA8101436B (en) 1982-03-31
GB2088840A (en) 1982-06-16
FI70257B (fi) 1986-02-28
BE887930A (fr) 1981-07-01
FR2478127A1 (fr) 1981-09-18
DE3009808A1 (de) 1981-09-24
NO810850L (no) 1981-09-15
MX155012A (es) 1988-01-19
PT72643B (de) 1982-03-17
PT72643A (en) 1981-04-01
YU62781A (en) 1983-09-30
US4389493A (en) 1983-06-21
IN153095B (da) 1984-06-02
DD156903A5 (de) 1982-09-29
AT375681B (de) 1984-08-27
FI70257C (fi) 1986-09-15
SE8101569L (sv) 1981-09-15
YU41013B (en) 1986-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3637464A (en) Upgrading coking coals and coke production
FI67569C (fi) Foerfarande foer framstaellning av en mellanprodukt foer produktion av kisel och/eller kiselkarbid
WO2006121213A1 (ja) 高炉用コークスの製造方法
US3660298A (en) Furnace charge for use in the production of silicon metal
CA1227503A (en) Carbon paste and process for its manufacture
US4104075A (en) Refractories, batch for making the same and method for making the same
US1923803A (en) Briquette and method of producing same
NO20070200L (no) Elektroder anvendelig for saltsmelteelektrolyse av aluminiumoksid til aluminium
GB1498494A (en) Manufacture of briquettes
FI70199C (fi) Foerfarande foer framstaellning av silicium ur kvarts och kol i elektrisk ugn
US4362532A (en) Production of blast furnace coke via novel briquetting system
CN101135008A (zh) 一种含锌粉尘配碳团块高温直接还原脱锌方法
JP2012500173A (ja) 酸化珪素と炭化珪素とを場合により第2の炭素源の存在下で反応させることによるシリコンの製造
EP0476112A1 (en) Magnesite-carbon refractories.
CA1252634A (en) Process of making silicon, iron and ferroalloys
DE3930182C2 (da)
US3970542A (en) Method of preparing electrode pitches
EP0272860B2 (en) Process for the manufacture of alkylhalosilanes and of silicon therefor
GB2132182A (en) Process for preparation of silicon nitride powder of good sintering property
US4176041A (en) Method for reforming low grade coals
US20140084525A1 (en) Method for manufacturing a refractory for an inner lining of a blast furnace and blast furnace having the inner lining
US2640016A (en) Manufacture of coke
CN101591190B (zh) 一种铝电解槽侧墙用新型Si3N4-SiC-C耐火砖及其制备方法
FI78665B (fi) Foerfarande foer framstaellning av silicium eller ferrosilicium i en elektrisk laogschaktugn och i foerfarandet laempliga raomaterialpresstycken.
CN104194813B (zh) 一种焦炭的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PBP Patent lapsed