EA024335B1 - Carbon reducing agent and method for obtaining the same - Google Patents

Carbon reducing agent and method for obtaining the same Download PDF

Info

Publication number
EA024335B1
EA024335B1 EA201101605A EA201101605A EA024335B1 EA 024335 B1 EA024335 B1 EA 024335B1 EA 201101605 A EA201101605 A EA 201101605A EA 201101605 A EA201101605 A EA 201101605A EA 024335 B1 EA024335 B1 EA 024335B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
reducing agent
silicon
coal
carbon
pores
Prior art date
Application number
EA201101605A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201101605A1 (en
Inventor
Владимир Дмитриевич Щебентовский
Василий Анатольевич Ким
Original Assignee
Владимир Дмитриевич Щебентовский
Василий Анатольевич Ким
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
Application filed by Владимир Дмитриевич Щебентовский, Василий Анатольевич Ким filed Critical Владимир Дмитриевич Щебентовский
Priority to EA201101605A priority Critical patent/EA024335B1/en
Publication of EA201101605A1 publication Critical patent/EA201101605A1/en
Publication of EA024335B1 publication Critical patent/EA024335B1/en

Links

Landscapes

  • Silicon Compounds (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

The invention relates to the field of metallurgy and chemical industry and concerns novel material rexil, suitable for conducting metallurgical and chemical reducing processes. The material represents carbon reducing agent, which possesses complex pore structure, consisting of fine-pored system, which includes nanopores with size smaller than 2 nm and transitive and communicating mesopores with size from 2 to 50 nm, and developed system of transport pores, which includes macropores with size from 50 to 1000 nm and tunnel pores with size from 1 to 1000 μm. The system of transport pores constitutes 5-85 vol.% counted per the total volume of the reducing agent material. The characteristics, which rexil material possesses (specific surface area, reaction ability, specific electric resistance, structural strength, gas permeability) make it possible to efficiently apply it for conducting metallurgical and chemical reducing processes, especially for smelting highly-pure crystalline silicon, achieving improved furnace productivity, reduced specific electric energy consumption and with essential reduction of silicon loss. Also proposed is the method for obtaining the said material by high-performance thermooxidising coal carbonisation, realised at high rate of coal heating in the range of its destruction temperature, using combined pulsing blast.

Description

Настоящее изобретение относится к области черной металлургии, цветной металлургии и химической промышленности. Более подробно, изобретение относится к материалу рексил, представляющему собой углеродный восстановитель, пригодный для проведения металлургических и химических восстановительных процессов, в частности для выплавки кристаллического кремния и кремнийсодержащих сплавов методом электротермии или методом плазменной плавки.The present invention relates to the field of ferrous metallurgy, non-ferrous metallurgy and the chemical industry. In more detail, the invention relates to a Rexyl material, which is a carbon reducing agent suitable for metallurgical and chemical reduction processes, in particular for the smelting of crystalline silicon and silicon-containing alloys by electrothermal or plasma melting.

Уровень техникиState of the art

В области металлургии и химической промышленности хорошо известен такой твердый углеродный восстановитель, как кокс, получаемый из спекающегося угля классическим способом в коксовых батареях без доступа воздуха путем внешнего подвода тепла для нагрева угольной загрузки. Например, известен доменный кокс для выплавки чугуна, рядовых марок ферросплавов, содержащий, мас.%: золу (Л4) 8,7-13,5%, летучие вещества (ν^α£) 0,8-1,3%, серу 0,4-1,74%, фосфор 0,015-0,050% (Волков Ю.П., Шпарбер Л.Я., Гусаров А.К. Технолог-доменщик. - М.: Металлургия, 1986, с. 263).In the field of metallurgy and the chemical industry, a solid carbon reducing agent such as coke, obtained from sintering coal in a classical way in coke oven batteries without air access by external heat supply for heating a coal load, is well known. For example, blast furnace coke is known for smelting cast iron, ordinary grades of ferroalloys, containing, wt.%: Ash (L 4 ) 8.7-13.5%, volatiles (ν ^ α £ ) 0.8-1.3%, sulfur 0.4-1.74%, phosphorus 0.015-0.050% (Volkov Yu.P., Shparber L.Ya., Gusarov A.K. Technologist-Domenshchik. - M .: Metallurgy, 1986, p. 263).

Недостатком аналога является высокое содержание золы, низкая реакционная способность углерода кокса, не превышающая 0,5-0,7 мл/г-с и низкое удельное электросопротивление, менее 4,0 Ом-см, отсутствие наноразмерной тонкопористой структуры, характеризуемой значением йодового числа (йодовое число равно нулю), играющей решающую роль в процессах восстановлений кремния и кремнийсодержащих сплавов, протекающих в гетерогенной среде: твердое тело-газ, что делает его применение для этих процессов крайне неэффективным и не позволяет выплавлять металлы высокой чистоты, а также затрудняет достижение высоких технико-экономических показателей технологического процесса.The disadvantage of the analogue is the high ash content, low reactivity of carbon coke, not exceeding 0.5-0.7 ml / g-s and low electrical resistivity, less than 4.0 Ohm-cm, the absence of a nanoscale finely porous structure characterized by the value of the iodine number ( iodine number is zero), which plays a decisive role in the processes of reduction of silicon and silicon-containing alloys occurring in a heterogeneous medium: solid-gas, which makes its use for these processes extremely inefficient and does not allow the smelting of metal s high purity, and also makes it difficult to achieve high technical and economic indicators of the technological process.

Известен также твердый углеродный восстановитель как спецкокс, получаемый из неспекающихся углей и содержащий, мас.%: углерод 88,5-78%, золу (А4) 7,0-10,0%, летучие вещества (V'1'1') 4,5-12%, серу 0,26-0,40%, фосфор 0,017-0,023%. Такой спецкокс имеет относительно развитую тонкопористую структуру (йодовое число 1-10%); см. Нурмухамбетов Ж.У. Исследование и разработка технологии получения и использования спецкокса для выплавки ферросплавов// Автореферат дисс. канд. наук, Караганда, 2005.Solid carbon reducing agent is also known as special coke, obtained from non-sintering coals and containing, wt.%: Carbon 88.5-78%, ash (A 4 ) 7.0-10.0%, volatile substances (V ' 1 ' 1 ' ) 4.5-12%, sulfur 0.26-0.40%, phosphorus 0.017-0.023%. Such a special coke has a relatively developed finely porous structure (iodine number 1-10%); see Nurmukhambetov J.U. Research and development of technology for the production and use of special coke for smelting ferroalloys // Abstract of thesis. Cand. Sciences, Karaganda, 2005.

Недостатком данного технического решения является повышенное содержание золы, недостаточно развитая тонкопористая структура и относительно небольшая удельная площадь поверхности 10-100 м2/г (йодовое число не превышает 10%), большое количество остаточных летучих веществ (4,5-12%), создающих избыточное внутрипоровое давление собственных пиролизных газов, препятствующих проникновению газообразного δίΘ во внутрипоровое пространство восстановителя при его разогреве в области температур восстановления кремния, а также низкая структурная прочность спецкокса Пс=45-55%, что в совокупности не позволяет, например, выплавлять методом электротермии кристаллический кремний, содержащий более 99,3% кремния, и с низким удельным расходом электроэнергии, менее 14,5 тысяч кВт/т, в приведенной руднотермической печи, а также с высокой степенью извлечения кремния из кварцитов - более 82%.The disadvantage of this technical solution is the high ash content, insufficiently developed finely porous structure and relatively small specific surface area of 10-100 m 2 / g (iodine number does not exceed 10%), a large amount of residual volatile substances (4.5-12%), which create excessive interstitial pressure of intrinsic pyrolysis gases that prevent the penetration of gaseous δίΘ into the interstitial space of the reducing agent when it is heated in the range of silicon reduction temperatures, as well as low structural strength awn special coke from n = 45-55%, which in the aggregate does not allow, for example, by electrothermal smelting crystalline silicon containing more than 99.3% of silicon, and a low specific energy consumption less than 14.5 thousand KW / t, in the following ore-thermal furnace, as well as with a high degree of extraction of silicon from quartzite - more than 82%.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является ранее предложенный авторами настоящей заявки низкозольный твердый углеродный восстановитель, названный ими карбонизат рексил. Данный продукт имеет достаточно развитую тонкопористую структуру (йодовое число 12,5-50%) и высокую удельную площадь поверхности 120-500 м2/г, что обеспечивает достаточно высокую реакционную способность продукта - 7-12 мл/г-с. Продукт содержит мало золы (А4 1,0-5,0 мас.%), имеет высокое удельное электросопротивление (0,6-0,98)х106 Ом-см и структурную прочность ПС 70-85%. Указанные характеристики позволяют использовать его, в частности, в качестве эффективного базового восстановителя для выплавки кристаллического кремния, позволяющего получать кристаллический кремний, содержащий более 99,3% базового компонента, при улучшении техникоэкономических показателей процесса плавки, как, например, повышение производительности электропечи в единицу времени и снижение удельного расхода электроэнергии на единицу готовой продукции (Щебентовский В.Д., Ким В.А., патент ΚΖ 23615, опубл. 15.12.2010, бюл. № 12).The closest in technical essence and the achieved result is the low ash solid carbon reducing agent previously proposed by the authors of this application, which they named Rexyl carbonizate. This product has a well-developed fine-pore structure (iodine number 12.5-50%) and a high specific surface area of 120-500 m 2 / g, which provides a sufficiently high reactivity of the product - 7-12 ml / g-s. The product contains little ash (A 4 1.0-5.0 wt.%), Has a high electrical resistivity (0.6-0.98) x10 6 Ohm-cm and the structural strength of PS 70-85%. These characteristics make it possible to use it, in particular, as an effective base reducing agent for the smelting of crystalline silicon, which makes it possible to obtain crystalline silicon containing more than 99.3% of the base component, while improving the technical and economic indicators of the melting process, such as increasing the productivity of an electric furnace per unit time and reducing the specific energy consumption per unit of finished products (Schebentovsky V.D., Kim V.A., patent No. 23615, publ. 15.12.2010, bull. No. 12).

Однако при использовании указанного продукта происходит потеря достаточно заметного количества кремния вследствие его уноса из зоны реакции в печи в виде газообразного монооксида кремния, или δίΘ-газа (которая может составлять около 7-8% и выше от массы кремния в исходном сырье), что приводит к ограничению возможности повышения производительности электропечи и снижения удельного расхода электроэнергии на единицу готовой продукции, а также к перерасходу высококачественного кварцитового сырья, применяемого для получения кристаллического кремния, и твердого углерода самого восстановителя.However, when using this product, a sufficiently noticeable amount of silicon is lost due to its entrainment from the reaction zone in the furnace in the form of gaseous silicon monoxide, or δ газа-gas (which can be about 7-8% or more of the mass of silicon in the feed), which to limit the possibility of increasing the productivity of the electric furnace and reduce the specific energy consumption per unit of finished product, as well as the overrun of high-quality quartzite raw materials used to obtain crystalline of silicon, and a solid carbon reductant itself.

Поэтому задача авторов изобретения состояла в том, чтобы разработать усовершенствованный углеродный восстановитель, позволяющий преодолеть вышеуказанные недостатки.Therefore, the task of the inventors was to develop an improved carbon reducing agent to overcome the above disadvantages.

- 1 024335- 1,024,335

Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Для решения поставленной задачи авторами настоящего изобретения разработан новый материал для использования его при проведении металлургических и химических восстановительных процессов, названный ими рексил и представляющий собой восстановитель на основе углерода, имеющий развитую пористую структуру и состоящий из углерода, золы и летучих веществ. Указанный материал характеризуется тем, что он имеет комплексную структуру пор, состоящую из тонкопористой системы, включающей нанопоры размером менее 2 нм, и переходные, и сообщающиеся мезопоры размером от 2 до 50 нм, и развитой системы транспортных пор, включающей макропоры размером от 50 до 1000 нм и туннельные поры размером от 1 до 1000 мкм, причем на твердую фазу материала приходится доля в 10-30 об.%, на тонкопористую систему - в 5-65 об.% и на систему транспортных пор приходится доля в 5-85 об.% в расчете на общий объем материала восстановителя. При этом указанный материал рексил характеризуется также следующими свойствами:To solve the problem, the authors of the present invention have developed new material for use in metallurgical and chemical reduction processes, called Rexyl and is a carbon-based reducing agent having a developed porous structure and consisting of carbon, ash and volatile substances. The specified material is characterized by the fact that it has a complex pore structure consisting of a finely porous system including nanopores smaller than 2 nm, and transitional and interconnected mesopores from 2 to 50 nm in size, and a developed transport pore system including macropores from 50 to 1000 nm and tunnel pores ranging in size from 1 to 1000 microns, moreover, the solid phase of the material accounts for 10-30 vol.%, the finely porous system - 5-65 vol.% and the transport pore system accounts for 5-85 vol. % based on the total amount of reducing agent material. Moreover, the specified Rexyl material is also characterized by the following properties:

удельная площадь поверхности (§) - 105-600 м2/г; реакционная способность - 7-13 мл/г-с; удельное электросопротивление - 0,1х103-0,98х106 Ом-см; структурная прочность (Пс) - 70-85%; насыпная плотность - 0,18 до 0,45 т/м3;specific surface area (§) - 105-600 m 2 / g; reactivity - 7-13 ml / g-s; electrical resistivity - 0.1x10 3 -0.98x10 6 Ohm-cm; structural strength (P s ) - 70-85%; bulk density - 0.18 to 0.45 t / m 3 ;

газопроницаемость, определенная с учетом ГОСТ 11573-98 и ИСО 8841-91Е, составляющая 0,033,65 см3/с для образца сечением 1 см2, длиной 1 см, при перепаде давления 0,1 МПа;gas permeability, determined taking into account GOST 11573-98 and ISO 8841-91E, component 0.033.65 cm 3 / s for a sample with a cross section of 1 cm 2 , length 1 cm, with a pressure drop of 0.1 MPa;

и следующим составом: углерод (С) - 91,5-98,9 мас.%; зола (А') - 1,0-5,0 мас.% и летучие вещества (V'1'11) - 0,1-3,5 мас.%.and the following composition: carbon (C) - 91.5-98.9 wt.%; ash (A ') - 1.0-5.0 wt% and the volatiles (V.' 1 '11) - 0.1-3.5 wt.%.

Изобретение относится также к применению такого углеродного восстановителя при проведении металлургических и химических восстановительных процессов, включая выплавку кристаллического кремния и кремнийсодержащих сплавов методом электротермии или методом плазменной плавки, производства фосфора, производства карбидов кремния и кальция, металлизации и агломерации рудного сырья.The invention also relates to the use of such a carbon reducing agent in metallurgical and chemical reduction processes, including smelting of crystalline silicon and silicon-containing alloys by electrothermal or plasma melting, phosphorus production, production of silicon and calcium carbides, metallization and agglomeration of ore materials.

Применение материала рексил по настоящему изобретению позволяет производить выплавку кристаллического кремния и кремнийсодержащих сплавов с высокой степенью извлечения кремния из кварцитового сырья (кварцит и/или кварц) - более 93,5%, с пониженным расходом электроэнергии и высокой производительностью рудновосстановительной печи в единицу времени, что повышает техникоэкономические показатели плавки.The use of the Rexyl material of the present invention allows the smelting of crystalline silicon and silicon-containing alloys with a high degree of extraction of silicon from quartzite raw materials (quartzite and / or quartz) - more than 93.5%, with reduced energy consumption and high productivity of the ore reduction furnace per unit time, which improves technical and economic indicators of smelting.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На чертежах представлены микрофотографии материала рексил согласно настоящему изобретению, выполненные на сканирующем электронном микроскопе Миа высокого разрешения фирмы Тексап (Чехия).The drawings show micrographs of the Rexil material according to the present invention, made on a Mia high resolution scanning electron microscope from Texap (Czech Republic).

На фиг. 1 показана фотография отдельного зерна материала с увеличением х40.In FIG. 1 shows a photograph of a single grain of material with magnification x40.

На фиг. 2 показана фотография части поверхности зерна материала с увеличением х500.In FIG. Figure 2 shows a photograph of a portion of the grain surface of a material with a magnification of x500.

На фиг. 3 показана фотография поперечного среза материала рексил с увеличением х500.In FIG. Figure 3 shows a photograph of a cross-section of a Rexil material with a magnification of x500.

На фиг. 4 показана фотография продольного среза материала рексил с увеличением х500.In FIG. Figure 4 shows a photograph of a longitudinal section of a Rexil material with a magnification of x500.

На фиг. 5 показана фотография поперечного среза материала рексил с увеличением х2000.In FIG. 5 shows a photograph of a cross-section of a Rexil material with a magnification of x2000.

На фиг. 6 показана фотография продольного среза материала рексил с увеличением х2000.In FIG. Figure 6 shows a photograph of a longitudinal section of a Rexil material with a magnification of x2000.

На фиг. 7 показана фотография среза материала рексил с увеличением х 30000.In FIG. Figure 7 shows a photograph of a slice of Rexyl material with magnification x 30,000.

На фиг. 8 показана фотография среза материала рексил с увеличением х50000.In FIG. Figure 8 shows a photograph of a slice of Rexil material with a magnification of x50000.

На фиг. 9 показана фотография среза материала рексил с увеличением х 100000.In FIG. Figure 9 shows a photograph of a slice of Rexyl material with a magnification of x 100,000.

На фиг. 10 показана фотография среза материала рексил с увеличением х 170000.In FIG. 10 shows a photograph of a slice of Rexyl material with an increase of x170,000.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Согласно настоящему изобретению предлагается новый материал, названный рексил, представляющий собой восстановитель на основе углерода, имеющий развитую пористую структуру и состоящий из углерода, золы и летучих веществ. Данный материал может применяться в качестве эффективного восстановителя в широком круге металлургических и химических восстановительных процессов, протекающих в гетерогенных средах типа твердое тело-газ. Прежде всего, к таким процессам относятся выплавка кристаллического кремния и выплавка кремнийсодержащих сплавов (например, ферросилиция ФС-90) методами электротермии или плазменной плавки. Восстановитель применим также и для других процессов: производства фосфора, карбидов кремния и кальция, металлизации и агломерации рудного сырья.The present invention provides a new material called Rexyl, which is a carbon-based reducing agent having a developed porous structure and consisting of carbon, ash and volatile substances. This material can be used as an effective reducing agent in a wide range of metallurgical and chemical reduction processes occurring in heterogeneous solid-gas media. First of all, such processes include smelting of crystalline silicon and smelting of silicon-containing alloys (for example, FS-90 ferrosilicon) by electrothermal or plasma melting methods. The reducing agent is also applicable to other processes: production of phosphorus, silicon carbides and calcium, metallization and agglomeration of ore raw materials.

Материал рексил характеризуется следующим составом основных компонентов: углерод (С) - 91,598,9 мас.%; зола (А') - 1,0-5,0 мас.% и летучие вещества (Уы) - 0,1-3,5 мас.%.Rexyl material is characterized by the following composition of the main components: carbon (C) - 91.598.9 wt.%; ash (A ') - 1.0-5.0 wt.% and volatile substances (U s ) - 0.1-3.5 wt.%.

Низкое содержание золы в материале интенсифицирует процессы восстановления, в которых он применяется, и обеспечивает пониженное содержание примесей в конечных продуктах таких процессов. В свою очередь, низкое содержание летучих веществ приводит при выплавке кремния к более эффективному использованию исходного кремнийсодержащего сырья, снижению потерь кремния и повышениюThe low ash content in the material intensifies the reduction processes in which it is used, and provides a lower content of impurities in the final products of such processes. In turn, the low content of volatile substances during the smelting of silicon leads to a more efficient use of the original silicon-containing raw materials, to reduce losses of silicon and increase

- 2 024335 удельной производительности оборудования (электроплавильных печей) по конечному продукту, как будет более подробно упомянуто ниже.- 2 024335 specific productivity of equipment (electric smelting furnaces) for the final product, as will be described in more detail below.

Предпочтительно материал рексил содержит 94-96 мас.% углерода (С), 2,5-3,7 мас.% золы (Л4) и летучие вещества (У41) 0,7-1,5 мас.% на сухую массу.Preferably, the Rexyl material contains 94-96 wt.% Carbon (C), 2.5-3.7 wt.% Ash (L 4 ) and volatile substances (U 41 ) 0.7-1.5 wt.% On a dry weight .

Рексил представляет собой материал с хорошо развитой пористой структурой. Общая объемная доля всех пор в рексиле составляет примерно от 70 до 90% от общего объема материала, а доля объема твердой фазы - от 10 до 30%. При этом существенная особенность материала рексил состоит в том, что его пористая структура является комплексной и состоит из тонкопористой системы и из развитой системы транспортных пор.Rexyl is a material with a well-developed porous structure. The total volume fraction of all pores in rexil is approximately 70 to 90% of the total volume of the material, and the volume fraction of the solid phase is from 10 to 30%. At the same time, an essential feature of the Rexil material is that its porous structure is complex and consists of a finely porous system and a developed system of transport pores.

При этом определение объемного распределения пор в рексиле в зависимости от их размера, согласно настоящему изобретению, произведено на компрессионном порометре СРР-1100-ΑΜ-δΤ.In this case, the determination of the volume distribution of pores in rexil depending on their size, according to the present invention, was performed on a CPP-1100-ΑΜ-δΤ compression porometer.

Тонкопористая система (система тонких пор) включает в себя нанопоры размером менее 2 нм и переходные и сообщающиеся мезопоры размером от 2 до 50 нм. На долю тонкопористой системы приходится примерно от 5 до 65 об.% в расчете на общий объем материала. Роль тонкопористой структуры состоит в том, чтобы обеспечивать высокую степень развития поверхности восстановителя, что, в свою очередь, обеспечивает его высокую реакционную способность при контакте с восстанавливаемым δίΘгазом и другими веществами и тем самым высокую эффективность восстановительных процессов с участием заявляемого материала, в частности, высокую скорость процесса и высокую степень извлечения целевого вещества, такого как кремний, из исходного сырья.The finely porous system (fine pore system) includes nanopores smaller than 2 nm in size and transitional and communicating mesopores ranging in size from 2 to 50 nm. The fine-porous system accounts for about 5 to 65 vol.%, Calculated on the total volume of the material. The role of the finely porous structure is to provide a high degree of development of the surface of the reducing agent, which, in turn, ensures its high reactivity in contact with the reduced δ-gas and other substances and thereby high efficiency of the recovery processes involving the inventive material, in particular, high process speed and a high degree of extraction of the target substance, such as silicon, from the feedstock.

Роль мезопор в тонкопористой системе дополнительно состоит в том, что они являются переходными и сообщающимися порами в тонкопористой системе и способствуют интенсивному развитию наноразмерных пор на их стенках по всей внутренней поверхности, а также обеспечивают доступность нанопор для проникающих δίΘ-газов и реагентов, и своевременный отвод газообразных продуктов реакции (СО).The role of mesopores in the finely porous system is that they are transitional and interconnected pores in the finely porous system and contribute to the intensive development of nanoscale pores on their walls over the entire inner surface, as well as ensure the availability of nanopores for penetrating δίΘ gases and reagents, and timely removal gaseous reaction products (CO).

На фиг. 7-10, где представлены микрофотографии срезов материала рексил, выполненные на сканирующем электронном микроскопе Миа высокого разрешения (2 нм) фирмы Тексап с увеличением от х30000 до х 170000, достаточно хорошо различима тонкопористая структура с размером пор от примерно 10-20 до 50 нм. Как можно видеть на указанных фотографиях, представленные на них структуры (являющиеся, по существу, стенками более крупных пор, образующих систему транспортных пор) имеют шероховатую поверхность, покрытую образующими шероховатость элементами в виде выступов или зерен, размерами в основном примерно 20-200 нм. Поры, относящиеся к тонкопористой структуре, по существу представляют собой зазоры и трещины между указанными зернами и/или выступами, трещины в них самих, а также трещины и каналы, уходящие под данные элементы шероховатости между ними и слоем материала рексил (образующего стенку крупной транспортной поры) и в сам материал. Такие трещины, зазоры и каналы, достаточно четко видимые на приведенных фотографиях, сообщаются друг с другом и имеют размеры (как можно оценить из фотографий) порядка от 10-20 до 50 нм, о чем уже упомянуто выше. То есть приведенные фотографии наглядно иллюстрируют тонкопористую структуру рексила в отношении основной части мезопор. Что касается наиболее тонких мезопор, а также нанопор, которые уже недостаточно различимы при имеющихся увеличениях фотографий, то об их присутствии и количестве можно судить по другим данным, в частности, по результатам определения йодового числа (где является величиной, получаемой в известном способе определения удельной площади поверхности микропор, в частности, в сорбентах, в таких как, например, активированный древесный уголь, по ГОСТ 6217-74). Йодовое число составляет для материала рексил 10,5-60%, что соответствует площади поверхности 100-600 м2/г, образуемой в основном тонкопористой структурой.In FIG. 7-10, where microphotographs of slices of Rexyl material are performed using a Texap high resolution (2 nm) scanning electron microscope from Texap with an increase from x30000 to x170,000, the fine-porous structure with a pore size from about 10-20 to 50 nm is quite clearly distinguishable. As can be seen in these photographs, the structures presented on them (which are essentially the walls of the larger pores that form the transport pore system) have a rough surface covered with roughness-forming elements in the form of protrusions or grains, mainly about 20-200 nm in size. Pores related to the fine-pore structure essentially represent gaps and cracks between the indicated grains and / or protrusions, cracks in them themselves, as well as cracks and channels that go under these roughness elements between them and a layer of Rexil material (forming the wall of a large transport pore ) and in the material itself. Such cracks, gaps and channels, quite clearly visible in the photographs given, communicate with each other and have sizes (as can be estimated from the photographs) of the order of 10-20 to 50 nm, as already mentioned above. That is, the above photographs clearly illustrate the finely porous structure of rexyl with respect to the main part of the mesopores. As for the thinnest mesopores, as well as nanopores, which are already not sufficiently distinguishable with the available magnifications of photographs, their presence and quantity can be judged by other data, in particular, by determining the iodine number (where is the value obtained in the known method for determining the specific the surface area of micropores, in particular in sorbents, such as, for example, activated charcoal, according to GOST 6217-74). The iodine number for the Rexyl material is 10.5-60%, which corresponds to a surface area of 100-600 m 2 / g, which is formed mainly by a finely porous structure.

В то же время существенным признаком рексила, отличающим его от известного уровня техники, в том числе от прототипа, является наличие у него высокоразвитой крупнопористой системы, или системы транспортных пор, на долю которых может приходиться 5-85 об.% в расчете на общий объем материала.At the same time, a significant feature of rexyl that distinguishes it from the prior art, including the prototype, is the presence of a highly developed large-porous system, or a system of transport pores, which may account for 5-85% by volume, based on the total volume material.

Система транспортных пор включает в себя макропоры размером от 50 до 1000 нм и туннельные поры размером от 1 до 1000 мкм.The transport pore system includes macropores from 50 to 1000 nm in size and tunnel pores from 1 to 1000 microns in size.

Система транспортных пор в восстановителе рексил решает задачу обеспечения эффективного протекания реакции восстановления соединений, находящихся в газовой фазе, в плавильных печах для получения кристаллического кремния, обеспечивая прохождение раскаленного δίΘ-газа сквозь частицы/куски восстановителя и его поступление к развитой поверхности тонкопористой системы материала, где происходят целевые реакции восстановления, а также эффективного отвода летучих компонентов восстановителя (на начальных стадиях процесса) и продуктов реакции.The system of transport pores in the rexyl reducing agent solves the problem of ensuring the effective reaction of the reduction of compounds in the gas phase in the melting furnaces to obtain crystalline silicon, ensuring the passage of hot δίΘ gas through the particles / pieces of the reducing agent and its entry to the developed surface of the finely porous material system, where target reduction reactions occur, as well as the effective removal of the volatile components of the reducing agent (in the initial stages of the process) and the products of ktsii.

На серии микрофотографий с увеличениями от х40 до х2000, приведенных на фиг. 1-6, наглядно проиллюстрирована развитая система транспортных пор рексила. Так, на фиг. 1 показано отдельное зерно рексила, где видно, что оно покрыто большим количеством трещин и пор размером примерно десятки и сотни микрометров. На фиг. 2 можно видеть часть поверхности указанного зерна с более крупным увеличением, где хорошо видны открывающиеся на поверхность крупные транспортные поры. На последующих фиг. 3 и 4 можно видеть структуру срезов рексила, сделанных в поперечном и в продольномIn the series of microphotographs with magnifications from x40 to x2000 shown in FIG. 1-6, the developed system of rexyl transport pores is clearly illustrated. So in FIG. Figure 1 shows a single Rexil grain, where it can be seen that it is covered with a large number of cracks and pores of about tens and hundreds of micrometers in size. In FIG. 2, you can see a part of the surface of the indicated grain with a larger increase, where large transport pores opening to the surface are clearly visible. In the following FIG. 3 and 4, you can see the structure of the rexil slices made in the transverse and longitudinal

- 3 024335 направлениях с тем же увеличением х500, что и на фиг. 2, а на фиг. 5 и 6 соответственно с более крупным увеличением х2000. Указанные снимки наглядно показывают, что весь внутренний объем материала рексил насквозь пронизан большим количеством транспортных пор различных размеров - от нескольких сотен микрометров (примерно 100-500 мкм) до единиц и десятых долей микрометра (примерно 0,1 мкм (=100 нм) - 5 мкм). При этом указанные поры составляют значительную часть объема материала, который, по существу, состоит из указанных пор и разделяющих их стенок с толщиной, меньшей диаметра пор или близкой к нему. На указанных фотографиях можно также видеть переход при повышении увеличения от наиболее крупных пор туннельных пор транспортной структуры к более мелким туннельным порам и макропорам размером порядка 1 мкм и менее и к участкам их стенок, на которых развиваются мезо- и нанопоры, образующие тонкопористую структуру, как описано выше.- 3,024,335 directions with the same x500 magnification as in FIG. 2, and in FIG. 5 and 6, respectively, with a larger magnification of x2000. These pictures clearly show that the entire internal volume of Rexyl material is penetrated through with a large number of transport pores of various sizes - from several hundred micrometers (about 100-500 microns) to units and tenths of a micrometer (about 0.1 microns (= 100 nm) - 5 μm). Moreover, these pores constitute a significant part of the volume of material, which essentially consists of these pores and the walls separating them with a thickness smaller than or close to the pore diameter. In these photographs, one can also see a transition with increasing magnification from the largest pores of the tunnel pores of the transport structure to smaller tunnel pores and macropores of the order of 1 μm or less in size and to sections of their walls on which meso and nanopores develop, forming a finely porous structure, as described above.

Благодаря наличию тонкопористой структуры, описанной выше, материал имеет высокую удельную площадь поверхности (δ), составляющую 105-600 м2/г. Более предпочтительной является удельная площадь поверхности примерно от 500 до 600 м2/г. Определение удельной площади поверхности может быть произведено известными методами. В частности, определение удельной поверхности проводили на анализаторе площади поверхности и размера пор δΑ 3100 фирмы ΒΕΟΚΜΆΝ СОиЬТЕК (США) с относительной погрешностью метода 2%.Due to the presence of the finely porous structure described above, the material has a high specific surface area (δ) of 105-600 m 2 / g. More preferred is a specific surface area of from about 500 to 600 m 2 / g. The determination of the specific surface area can be made by known methods. In particular, the specific surface was determined on a surface area and pore size analyzer δΑ 3100 from фирмы СОиЬТЕК (USA) with a relative error of the method of 2%.

В свою очередь, развитая поверхность материала вносит вклад в его высокую реакционную способность. Более конкретно, реакционная способность рексила, определенная по ГОСТ 10089-89, составляет 7-13 мл/г-с.In turn, the developed surface of the material contributes to its high reactivity. More specifically, the reactivity of rexyl, determined according to GOST 10089-89, is 7-13 ml / g-s.

В то же время наличие у заявляемого материала рексил развитой системы транспортных пор обеспечивает его высокую газопроницаемость, играющую ключевую роль в доступности эффективного порового пространства для δίΟ-газа, выходящего с большими скоростями из зоны первой стадии основных реакций. Последняя составляет от около 0,03 до около 3,65 см3/с для образца сечением 1 см2, длиной 1 см при перепаде давления 0,1 МПа (при определении с учетом методик согласно ГОСТ 11573-98, а также ИСО 8841-91Е).At the same time, the presence of a developed rex system of transport pores in the claimed material ensures its high gas permeability, which plays a key role in the availability of effective pore space for δίΟ gas leaving the zone of the first stage of the main reactions at high speeds. The latter is from about 0.03 to about 3.65 cm 3 / s for a sample with a cross section of 1 cm 2 , 1 cm long with a pressure drop of 0.1 MPa (when determined taking into account the methods in accordance with GOST 11573-98, as well as ISO 8841- 91E).

В дополнение к вышеуказанным параметрам рексил характеризуется удельным электрическим сопротивлением, имеющим значение в интервале примерно от 0,1х103 до 0,98х106 Ом -см. Значение сопротивления в данном интервале обеспечивает оптимально высокую скорость разогрева кусков рексила в электропроводящей части колошника и зоне основных реакций электроплавильной печи при минимальных затратах электроэнергии. При превышении вышеуказанных значений скорость разогрева в указанной зоне становится слишком большой, что приводит к преждевременному плавлению и текучести кварцита/кварца и, как следствие, к спеканию шихты, снижению ее газопроницаемости и зависанию. При слишком малых значениях электросопротивления происходит снижение коэффициента преобразования электрической энергии в тепловую, что увеличивает расход электроэнергии на 1 т металла, а также снижается скорость разогрева кусков материала в электропроводящей части колошника и зоне основных реакций, в результат чего снижается производительность в единицу времени и снижается степень извлечения. Предпочтительно величина электросопротивления рексила составляет (0,6-0,98)х 106 Ом-см.In addition to the above parameters, Rexil is characterized by a specific electrical resistance having a value in the range of about 0.1x10 3 to 0.98x10 6 Ohm-cm. The resistance value in this interval provides an optimally high heating rate of the pieces of rexyl in the electrically conductive part of the top and the zone of the main reactions of the electric melting furnace with minimal energy consumption. If the above values are exceeded, the heating rate in the specified zone becomes too high, which leads to premature melting and fluidity of quartzite / quartz and, as a result, to sintering of the charge, reduction of its gas permeability and freezing. At too low values of electrical resistance, the coefficient of conversion of electric energy into heat decreases, which increases the energy consumption by 1 ton of metal, and the speed of heating pieces of material in the electrically conductive part of the top and the main reaction zone decreases, resulting in a decrease in productivity per unit time and the degree of extraction. Preferably, the magnitude of the electrical resistance of Rexyl is (0.6-0.98) x 10 6 Ohm-cm.

Также рексил характеризуется повышенной структурной прочностью (Пс), составляющей 70-85%, определенной по методу Н.С. Грязнова для коксов, путем разрушения навески зерен рексила крупностью 3-6 мм в стальных цилиндрах, куда помещены металлические шары, вращающиеся с частотой 25 об./мин в течение 40 мин. Структурная прочность оценивается по количеству оставшихся на сите кусков рексила крупностью более 1 мм (Большая энциклопедия нефти и газа).Rexil is also characterized by increased structural strength (P s ) of 70-85%, determined by the method of N.S. Gryaznova for cokes, by destroying a portion of rexyl grains with a grain size of 3-6 mm in steel cylinders, where metal balls are placed, rotating at a frequency of 25 rpm for 40 minutes Structural strength is estimated by the number of pieces of rexil remaining on the sieve with a grain size of more than 1 mm (Big Encyclopedia of Oil and Gas).

Наконец, рексил имеет насыпную плотность, составляющую от 0,18 до 0,45 т/м3. При этом в предпочтительном варианте реализации изобретения рексил представляет собой сыпучий кусковой материал с размером кусков в пределах 3-35 мм, более предпочтительно от 3 до 25 мм, что обеспечивает вместе с рыхлостью и газопроницаемостью колошникового слоя наиболее полное облегание куска кварцита/кварца данным восстановителем по всей поверхности, преимущественно входящей в состав мелкой фракцией - от 3 до 8 мм, в то время как более крупная фракция обеспечивает общую газопроницаемость шихтового слоя и снижает давление в реакционном тигле.Finally, Rexil has a bulk density of 0.18 to 0.45 t / m 3 . Moreover, in a preferred embodiment of the invention, Rexyl is a bulk material with a size of pieces ranging from 3-35 mm, more preferably from 3 to 25 mm, which, together with the friability and gas permeability of the top layer, provides the most complete adherence to a piece of quartzite / quartz by this reducing agent according to the entire surface, mainly part of the fine fraction - from 3 to 8 mm, while the larger fraction provides the overall gas permeability of the charge layer and reduces the pressure in the reaction gle.

Совокупность вышеуказанных характеристик делает рексил чрезвычайно подходящим и удобным восстановителем для ряда металлургических и химических процессов, протекающих в гетерогенной среде твердое тело-газ. В наибольшей степени положительные эффекты от использования рексила достигаются при его использовании для выплавки кристаллического кремния и кремнийсодержащих сплавов, так как процесс восстановления кремния не может протекать, минуя газовую фазу, т.е. иначе как с образованием δίΟ-газа.The combination of the above characteristics makes Rexil an extremely suitable and convenient reducing agent for a number of metallurgical and chemical processes occurring in a heterogeneous solid-gas medium. To the greatest extent, the positive effects of the use of rexyl are achieved when it is used for the smelting of crystalline silicon and silicon-containing alloys, since the process of silicon reduction cannot proceed bypassing the gas phase, i.e. otherwise with the formation of a δίΟ gas.

Дальнейшее рассмотрение имеет целью пояснить возможные причины и механизмы эффективности использования рексила при получении кристаллического кремния. Однако оно не предназначено для какого-либо ограничения изобретения излагаемыми общетеоретическими положениями и сведениями.Further consideration is intended to explain the possible causes and mechanisms of the effectiveness of using Rexil in the preparation of crystalline silicon. However, it is not intended to limit the invention to the stated general theoretical provisions and information.

Как известно в данной области техники, химическая активность углеродного восстановителя в основном связана с наличием нанопор (менее примерно 2 нм) и переходных пор (примерно от 2 до 50 нм), так как от них зависит эффективная внутренняя или реакционная поверхность. При этом большое коли- 4 024335 чество нанопор может образовываться преимущественно на стенках сообщающихся мезопор в эффективном поровом пространстве. Об этом может свидетельствовать высокое йодовое число материала рексил, составляющее 10,5-60% при определении по ГОСТ 6217-74.As is known in the art, the chemical activity of a carbon reducing agent is mainly associated with the presence of nanopores (less than about 2 nm) and transition pores (about 2 to 50 nm), since the effective internal or reaction surface depends on them. Moreover, a large number of nanopores can be formed mainly on the walls of the communicating mesopores in the effective pore space. This can be evidenced by the high iodine number of Rexil material, which is 10.5-60% when determined according to GOST 6217-74.

С другой стороны, скорость реакции определятся также скоростью подвода реагентов и отвода продуктов реакции к/от реакционноспособной поверхности, то есть условиями диффузии реагирующих с ней газов. В обеспечении эффективного диффузионного массопереноса по всему объему пористого материала главную роль играет система крупных транспортных пор (макропор и туннельных пор), пронизывающая частицы или куски материала и обеспечивающая его быстрое подведение реагирующих с ней газов к мезопорам и далее к развитым на поверхности последних нанопорам, а также отвод продуктов из тонкопористой структуры.On the other hand, the reaction rate is also determined by the rate of supply of reagents and removal of reaction products to / from the reactive surface, that is, the diffusion conditions of the gases reacting with it. The system of large transport pores (macropores and tunnel pores), penetrating particles or pieces of material and ensuring its fast supply of gases reacting with it to mesopores and further to the last nanopores developed on the surface, plays the main role in ensuring efficient diffusion mass transfer throughout the entire volume of the porous material. also the removal of products from a finely porous structure.

Известно, что получение кристаллического кремния методом электротермического восстановления представляет собой достаточно сложный процесс. В общем случае для получения кристаллического кремния осуществляют совместную проплавку в печи многокомпонентной шихты, состоящей из кварцита и/или кварца и углеродного восстановителя, а, как правило, - смеси углеродных восстановителей различных видов: древесного угля, нефтяного кокса, каменного угля, древесной щепы и т.д. (Гасик М.И., Лякишев Н.П. Теория и технология электротермии ферросплавов. - М.: СП Интермет Инжиниринг, 1999).It is known that the preparation of crystalline silicon by electrothermal reduction is a rather complicated process. In general, in order to obtain crystalline silicon, a multi-component mixture is co-melted in a furnace, consisting of quartzite and / or quartz and a carbon reducing agent, and, as a rule, a mixture of various reducing agents of carbon: charcoal, petroleum coke, coal, wood chips and etc. (Gasik M.I., Lyakishev N.P. Theory and technology of electrothermal ferroalloys. - M .: SP Intermet Engineering, 1999).

Схема основных химических реакций восстановления кремния выглядит так:The scheme of the main chemical reactions of silicon reduction is as follows:

3ίΟ2 + С = ЗЮ + СО при 1300-1400°С и более ЗЮ + 2С = 31С + СО при 1500-1550°С и более 31С + 5ίΟ = 231 + СО при 1650-1800°С и более3ίΟ 2 + С = ЗУ + СО at 1300-1400 ° С and more ЗУ + 2С = 31С + СО at 1500-1550 ° С and more 31С + 5ίΟ = 231 + СО at 1650-1800 ° С

23Ю + ЗЮ2 = 35ΐ + 2СО при 1650-1800°С и более.23YU + SiO 2 = 35ΐ + 2CO at 1650-1800 ° C or more.

Кристаллический кремний образуется в реакционной зоне печи (в частности, в зоне электродуги в электротермической печи) при температуре 1650-1800°С. Однако при более низких температурах порядка 1300-1400°С и более образуется газообразный монооксид кремния δίΟ, представляющий собой, при этих условиях, летучий газообразный продукт (δίΘ-газ), который имеет тенденцию уноситься из реакционной зоны вместе с другими газами в систему газоочистки, что приводит к потере производительности электропечи и увеличению удельного расхода электроэнергии и углерода восстановителя на 1 т готовой продукции, а также к снижению степени извлечения кремния из рудного сырья, загрязнению окружающей среды выбросами оксидов кремния и углерода и тому подобными негативными последствиями.Crystalline silicon is formed in the reaction zone of the furnace (in particular, in the zone of an electric arc in an electrothermal furnace) at a temperature of 1650-1800 ° C. However, at lower temperatures of the order of 1300-1400 ° С and more, gaseous silicon monoxide δίΟ is formed, which, under these conditions, is a volatile gaseous product (δίΘ-gas), which tends to be carried away from the reaction zone together with other gases into the gas treatment system, which leads to a loss in productivity of the electric furnace and an increase in the specific consumption of electric energy and carbon of the reducing agent per 1 ton of finished products, as well as to a decrease in the degree of extraction of silicon from ore raw materials, environmental pollution E oxides of silicon and carbon and the like negative consequences.

В то же время нагретый до температуры 1600°С и более градусов газообразный δίΘ, двигаясь в восходящем потоке через шихтовый слой, продвигающийся вниз к реакционной зоне, способен взаимодействовать с углеродом восстановителей шихты при более низких температурах (до 1500°С) с образованием твердофазного карбида кремния δίΘ, являющегося промежуточным соединением в общем механизме восстановления кремния из кварцита и/или кварца δίθ2 и способного далее провзаимодействовать с δίΘгазом и δίθ= до металлического кремния в зоне основных реакций. Поглощение газообразного монооксида кремния частицами восстановителя с его последующим химическим взаимодействием с углеродом восстановителя является тем механизмом, который позволяет вернуть в зону основных реакций основную часть улетающего в виде газообразного δίΟ кремния и далее получить его в виде конечного целевого продукта. Некоторая часть δίΟ, которая все же не успела сконденсироваться на поверхности стенок восстановителя и восстановиться, будет уноситься в систему газоочистки, приводя к вышеупомянутым негативным последствиям.At the same time, gaseous δίΘ heated to a temperature of 1600 ° С and more degrees, moving in an upward flow through the charge layer, moving down to the reaction zone, is able to interact with the charge reducing agents carbon at lower temperatures (up to 1500 ° С) with the formation of solid-phase carbide silicon δίΘ, which is an intermediate in the general mechanism for the reduction of silicon from quartzite and / or quartz δίθ 2 and capable of further interacting with δίΘgas and δίθ = to metallic silicon in the main reaction zone. The absorption of gaseous silicon monoxide by the particles of the reducing agent with its subsequent chemical interaction with the carbon of the reducing agent is the mechanism that allows you to return to the main reaction zone the bulk of the flown off in the form of gaseous silicon δίΟ and then get it in the form of the final target product. Some part of δίΟ, which nevertheless did not have time to condense on the surface of the walls of the reducing agent and recover, will be carried away into the gas purification system, leading to the aforementioned negative consequences.

Так как скорость восходящего потока газообразного δίΟ через шихтовый слой в реакционной зоне достаточно высока, то время его контакта с восстановителем в шихте сравнительно невелико. Поэтому для уменьшения уноса δίΟ-газа из реакционной зоны и увеличения его количества, восстанавливающегося до твердофазного карбида кремния и далее до целевого продукта - кристаллического кремния, решающую роль играет скорость взаимодействия δίΟ с материалом восстановителя, которая определяется скоростью химической реакции углерода восстановителя с δίΟ, а также общей площадью и рельефом поверхности восстановителя, способной к взаимодействию, и ее доступностью для реагентов, то есть доступностью порового пространства.Since the rate of ascending gaseous flow δίΟ through the charge layer in the reaction zone is quite high, the time of its contact with the reducing agent in the charge is relatively small. Therefore, to reduce the entrainment of δίΟ gas from the reaction zone and increase its amount, which is reduced to solid-phase silicon carbide and then to the target product, crystalline silicon, the rate of interaction of δίΟ with the reducing agent material, which is determined by the rate of the chemical reaction of the reducing agent carbon with δίΟ, plays a decisive role also the total area and surface relief of the reducing agent, capable of interaction, and its accessibility to the reagents, that is, the availability of pore space.

Указанные факторы обусловлены в основном структурой пор восстановителя - количеством пор, их распределением по размерам, их замкнутостью (открытые, закрытые, сообщающиеся и т.д.), причем, как показано выше, площадь поверхности в основном связана с тонкопористой структурой (нано- и мезопоры), тогда как доступность всей реакционноспособной поверхности частицы/куска восстановителя для газообразных реагентов зависит в основном от наличия и степени развитости пронизывающей его системы крупных транспортных пор (макропоры, туннельные поры) - см. фиг. 2-6.These factors are mainly due to the pore structure of the reducing agent - the number of pores, their size distribution, their closure (open, closed, communicating, etc.), and, as shown above, the surface area is mainly associated with a finely porous structure (nano- and mesopores), while the availability of the entire reactive surface of a particle / lump of a reducing agent for gaseous reagents depends mainly on the presence and degree of development of the system of large transport pores penetrating it (macropores, tunnel pores) - see FIG. 2-6.

Кроме того, значительную роль в доступности поровой структуры играет наличие в восстановителе остаточных летучих веществ. Последние выделяются из восстановителя при его разогреве в ходе продвижения к реакционной зоне и создают избыточное давление в поровом пространстве в течение времени, необходимого для полного их испарения и удаления из порового пространства, что препятствует эф- 5 024335 фективному проникновению во внутрипоровое пространство газообразного δίΘ. При высоком содержании летучих веществ в восстановителе интенсивное газообразование с их участием продолжается и в среднетемпературной (средней) зоне слоя шихты, так что создаваемое ими в поровом пространстве существенное избыточное давление делает его (пространство) недоступным для проникновения газообразного δίΘ и тем самым препятствует улавливанию в данной зоне газообразного монооксида кремния из восходящих потоков, выделяющихся из нижней (реакционной) зоны слоя шихты, уменьшая тем самым время возможного взаимодействия δίΘ-газа с поверхностью восстановителя и площадь самой поверхности, доступной для взаимодействия, и соответственно уменьшая высоту реакционноспособного слоя шихты.In addition, the presence of residual volatile substances in the reducing agent plays a significant role in the accessibility of the pore structure. The latter are released from the reducing agent during its heating in the course of advancement to the reaction zone and create excess pressure in the pore space for the time required for their complete evaporation and removal from the pore space, which prevents the effective penetration of gaseous δίΘ into the pore space. With a high content of volatile substances in the reducing agent, intense gas formation with their participation continues in the medium-temperature (middle) zone of the charge layer, so that the significant excess pressure created by them in the pore space makes it (the space) inaccessible to the penetration of gaseous δίΘ and thereby prevents capture in this zone of gaseous silicon monoxide from the ascending streams released from the lower (reaction) zone of the charge layer, thereby reducing the time of the possible interaction of the δίΘ gas with the surface of the reducing agent and the surface area itself, available for interaction, and accordingly reducing the height of the reactive charge layer.

Таким образом, чем меньше количество остаточных летучих веществ содержится в восстановителе, тем быстрее начнется эффективное проникновение газообразного монооксида кремния к рабочим поверхностям во внутрипоровом пространстве восстановителя, что приводит к увеличению скорости восстановительного процесса в единицу времени, а также увеличению высоты реакционноспособного слоя шихты и как следствие снижению доли уноса δίΘ из реакционной зоны.Thus, the smaller the amount of residual volatile substances contained in the reducing agent, the faster the effective penetration of gaseous silicon monoxide to the working surfaces in the pore space of the reducing agent will begin, which will lead to an increase in the rate of the recovery process per unit time, as well as an increase in the height of the reactive charge layer and, as a result decrease in the fraction of ablation δίΘ from the reaction zone.

Кроме того, при получении кремния в соответствии с вышеописанным процессом существенное значение имеет электропроводность материала восстановителя. Последняя определяет скорость разогрева шихты как в электропроводной, так и в реакционной зоне, и соответственно скорость достижения требуемой температуры восстановления. Увеличение электрического сопротивления восстановителя ускоряет разогрев материала и позволяет быстрее достичь рабочих температур, что ведет к ускорению основного процесса восстановления кремния и увеличению по объему зоны основных реакций (реакционного тигля).In addition, in the preparation of silicon in accordance with the above process, the conductivity of the reducing agent material is essential. The latter determines the rate of charge heating both in the electrical conductive and in the reaction zone, and, accordingly, the rate at which the required reduction temperature is reached. An increase in the electrical resistance of the reducing agent accelerates the heating of the material and makes it possible to quickly reach operating temperatures, which leads to an acceleration of the main process of silicon reduction and an increase in the volume of the zone of the main reactions (reaction crucible).

Наконец, частицы/куски материала восстановителя должны иметь достаточную прочность с тем, чтобы не происходило его измельчения до мелких и пылевидных фракций в процессе хранения, транспортировки, загрузки в печь и продвижения слоя шихты в зону реакции, поскольку образующиеся мелкие и пылевидные фракции могут легко уноситься отходящими газами из печи и/или выгорать вблизи открытой поверхности шихтового слоя, что ведет к увеличению расхода восстановителя на единицу получаемой продукции, а также снижать газопроницаемость слоя шихты для восходящих газов, что нарушает нормальное протекание процесса и способствует образованию повышенного давления внутри реакционного тигля, приводящего к образованию свищей, уносящих δίΘ-газ, и тепловым и электрическим потерям.Finally, the particles / pieces of the reducing agent material must be of sufficient strength so that it does not grind to fine and dusty fractions during storage, transportation, loading into the furnace and moving the charge layer into the reaction zone, since the fine and dusty fractions that are formed can be easily carried away flue gases from the furnace and / or burn out near the open surface of the charge layer, which leads to an increase in the consumption of reducing agent per unit of the resulting product, as well as to reduce the gas permeability of the charge layer for flue gases, which disrupts the normal course of the process and contributes to the formation of increased pressure inside the reaction crucible, leading to the formation of fistulas, taking away δίΘ-gas, and heat and electric losses.

Таким образом, из вышеизложенного понятно, что к материалу углеродного восстановителя, используемого для получения кристаллического кремния из кварцитов и/или кварца, предъявляется целый ряд требований, которые могут противоречить друг другу. Поэтому для эффективного проведения процесса, позволяющего получать высокочистый конечный продукт при максимально полном извлечении кремния из исходного сырья, с повышенной удельной производительностью на единицу объема печи и максимально сниженными энергетическими затратами, требуется весьма хорошая сбалансированность свойств восстановителя.Thus, from the foregoing, it is understood that a number of requirements are imposed on the carbon reducing agent material used to produce crystalline silicon from quartzite and / or quartz, which may contradict each other. Therefore, to effectively carry out the process, which allows to obtain a high-purity final product with the most complete extraction of silicon from the feedstock, with increased specific productivity per unit volume of the furnace and the lowest possible energy costs, a very good balance of the properties of the reducing agent is required.

Так, для повышения общей реакционной способности восстановителя и, в особенности, его способности улавливать и химически связывать выделяющийся газообразный δίΘ, требуется повышать общую долю порового пространства, т.е. объема, приходящегося на пористую структуру, относительно объема, приходящегося на твердую фазу. Более тонкие стенки из углерода, образующие перегородки между порами в такой структуре с высокой долей пор, имеют и более высокое сопротивление, что повышает сопротивление всего куска материала, то есть также является положительным фактором.Thus, in order to increase the general reactivity of a reducing agent and, in particular, its ability to capture and chemically bind gaseous δίΘ released, it is necessary to increase the total fraction of the pore space, i.e. volume attributable to the porous structure, relative to the volume attributable to the solid phase. The thinner carbon walls forming partitions between pores in such a structure with a high fraction of pores also have a higher resistance, which increases the resistance of the entire piece of material, that is, it is also a positive factor.

Кроме того, малая толщина стенок и их рельефность крайне важна в связи с тем, что их нагревание до рабочих температур происходит в верхней и средней части шихтового слоя, главным образом, за счет теплообмена с проходящим через слой шихты газовым потоком, содержащим горячий δίΘ-газ. Чем меньше толщина стенки и она более рельефна, тем меньше требуется количества теплоты для выравнивания температур стенки и δίΘ-газа, и тем выше будет конечная локальная температура данной стенки и соприкасающегося с ней объема δίΘ-газа в данном конкретном участке в результате теплообмена. Соответственно в целом больший объем колошникового слоя (шихты) сможет прогреться восходящим потоком газообразного δίΘ до того уровня температуры (порядка 1500°С и более), при котором реакция восстановления δίΘ до карбида кремния δίΘ протекает с заметной скоростью. Тем самым увеличивается доступный объем реакционного пространства, в котором может протекать реакция связывания газообразного δίΘ в твердый δίΘ, и как следствие этого увеличивается степень извлечения кремния из сырья при одной и той же высоте слоя шихты.In addition, the small wall thickness and their relief are extremely important due to the fact that they are heated to operating temperatures in the upper and middle part of the charge layer, mainly due to heat exchange with a gas stream passing through the charge layer containing hot δίΘ gas . The smaller the wall thickness and it is more prominent, the less heat is required to equalize the temperature of the wall and the δίΘ gas, and the higher will be the final local temperature of this wall and the volume of δίΘ gas in contact in this particular area as a result of heat exchange. Accordingly, on the whole, a larger volume of the top layer (charge) can be heated by the ascending flow of gaseous δίΘ to that temperature level (of the order of 1500 ° С or more) at which the reduction reaction δίΘ to silicon carbide δίΘ proceeds at a noticeable rate. This increases the available volume of the reaction space in which the binding reaction of gaseous δίΘ to solid δίΘ can occur, and as a result, the degree of extraction of silicon from the raw material increases at the same height of the charge layer.

В то же время чрезмерно большая доля пор и излишнее снижение доли твердой фазы, т.е. истончение углеродных стенок, приводит к снижению прочности кусков материала и к их легкому разрушению при транспортировке, загрузке в печь и т.д., снижая эффективность процесса, как указано выше. Кроме того, плотность такого излишне пористого материала также будет слишком низкой, так что он не сможет с достаточной скоростью погружаться в слое шихты с верха печи вплоть до зоны основных реакций, а возникающий в реакционной зоне и зоне электрической дуги ионизированный газовый поток, создающий интенсивное избыточное давление, будет препятствовать попаданию частиц материала в реакцион- 6 024335 ную зону вследствие того, что легкие частицы будут выталкиваться и уноситься из нее.At the same time, an excessively large fraction of pores and an excessive decrease in the fraction of the solid phase, i.e. thinning of the carbon walls leads to a decrease in the strength of pieces of material and to their easy destruction during transportation, loading into the furnace, etc., reducing the efficiency of the process, as described above. In addition, the density of such an excessively porous material will also be too low, so that it cannot be immersed at a sufficient speed in the charge layer from the top of the furnace up to the zone of the main reactions, and the ionized gas stream that arises in the reaction zone and electric arc zone creates an intense excess pressure, will prevent particles of material from entering the reaction zone due to the fact that light particles will be pushed out and carried away from it.

В свою очередь, наличие в общем объеме пор заметной доли крупных пор существенно для обеспечения доступности порового пространства внутри материала восстановителя и снятия диффузионных ограничений на скорость протекания реакции на внутренней поверхности пор. С другой стороны, излишнее увеличение доли крупнопористой системы в ущерб мелкопористой приведет к снижению общей площади поверхности системы (определяемой, в основном, именно тонкими порами), и, в результате, к снижению скорости реакции просто в результате сокращения реакционной поверхности.In turn, the presence in the total pore volume of a significant fraction of large pores is essential to ensure the availability of pore space inside the reducing agent material and to remove diffusion restrictions on the reaction rate on the inner surface of the pores. On the other hand, an excessive increase in the fraction of a large-pore system to the detriment of a fine-pore system will lead to a decrease in the total surface area of the system (determined mainly by thin pores), and, as a result, to a decrease in the reaction rate simply as a result of a reduction in the reaction surface.

Известные, обычно применяемые углеродные восстановители могут иметь высокий показатель по какому-либо одному параметру или группе параметров из числа вышеуказанных, но ни один из них не обладает оптимальным набором всей совокупности требуемых свойств, и наличие улучшенных показателей по одному из параметров обычно сопровождается неудовлетворительными свойствами по другим параметрам.Known, commonly used carbon reducing agents can have a high rate for any one parameter or group of parameters among the above, but none of them has an optimal set of the entire set of required properties, and the presence of improved indicators for one of the parameters is usually accompanied by unsatisfactory properties for other parameters.

Так, например, каменные угли, при достаточно низкой стоимости, имеют низкое содержание твердого углерода - в пределах 50%, нестабильный показатель зольности, достаточно большое количество посторонних примесей, высокое содержание летучих - до 50% и т.д., что в итоге отрицательно сказывается на электрическом и тепловом режиме работы печи. Углеродный восстановитель Нефтекокс имеет высокое содержание твердого углерода (около 95%), однако его активность в процессе восстановления близка к нулю, а электросопротивление очень низко, что приводит к потере мощности и затуханию электрической дуги и увеличению расхода электроэнергии на 1 т продукта. Высокой химической активностью углерода, при его содержании до 70%, характеризуется такой восстановитель, как древесный уголь. Однако древесный уголь также обладает рядом недостатков, в том числе низкой структурной прочностью, достаточно высоким содержанием летучих (в среднем около 20%) и влаги (в среднем 8-10%), а также зольностью в пределах 2%. Поэтому чаще всего при получении кремния в шихту загружают не отдельные углеродные восстановители, а те или иные их смеси, подбираемые так, чтобы по возможности сбалансировать различные параметры углеродного восстановителя. Однако приготовление смесей в любом случае усложняет технологический процесс, при этом внесение того или иного компонента (например, древесного угля), улучшая одни характеристики (восстановительная реакционная способность материала), неизбежно ведет к ухудшению других его характеристик (например, структурной прочности и содержанию летучих).For example, fossil fuels, at a fairly low cost, have a low content of solid carbon - within 50%, an unstable ash content, a sufficiently large amount of impurities, a high content of volatiles - up to 50%, etc., which ultimately is negative affects the electric and thermal operation of the furnace. Neftekoks carbon reducing agent has a high content of solid carbon (about 95%), however, its activity in the recovery process is close to zero, and the electrical resistance is very low, which leads to loss of power and attenuation of the electric arc and an increase in energy consumption per 1 ton of product. High chemical activity of carbon, with its content up to 70%, is characterized by such a reducing agent as charcoal. However, charcoal also has a number of disadvantages, including low structural strength, a sufficiently high content of volatile (average about 20%) and moisture (average 8-10%), as well as an ash content of 2%. Therefore, most often upon receipt of silicon, it is not individual carbon reducing agents that are loaded into the charge, but their particular mixtures selected so as to balance various parameters of the carbon reducing agent as much as possible. However, the preparation of mixtures in any case complicates the process, while the introduction of one or another component (for example, charcoal), improving some characteristics (reducing reactivity of the material), inevitably leads to a deterioration of its other characteristics (for example, structural strength and volatile content) .

Достаточно удачное сочетание свойств удалось осуществить в техническом решении, раскрытом в патенте ΚΖ 23615 (принадлежащем авторам настоящей заявки) и наиболее близкого к настоящему изобретению, а именно для материала карбонизат рексил. Приведенные выше в разделе Уровень техники характеристики данного материала позволяют использовать его, в частности, в качестве эффективного базового восстановителя для выплавки кристаллического кремния, который получается с чистотой более 99,3% целевого компонента (δί), при улучшении технико-экономических показателей процесса плавки, в частности, повышении производительности электропечи в единицу времени. При этом можно эффективно получать кремний, используя карбонизат рексил в чистом виде, без добавок других видов углеродных восстановителей.A rather successful combination of properties was achieved in the technical solution disclosed in patent No. 23615 (owned by the authors of this application) and closest to the present invention, namely, for the material Rexyl carbonizate. The characteristics of this material given in the Prior art section make it possible to use it, in particular, as an effective base reducing agent for melting crystalline silicon, which is obtained with a purity of more than 99.3% of the target component (δί), while improving the technical and economic parameters of the melting process, in particular, increasing the productivity of the electric furnace per unit time. At the same time, silicon can be efficiently prepared using pure rexyl carbonate, without the addition of other types of carbon reducing agents.

В то же время, хотя карбонизат рексил обладает развитой тонкопористой структурой и сопутствующей ей высокой удельной поверхностью пор (120-500 м2/г, йодовое число 12,5-50%), что способствует относительно более высокой скорости гетерогенного восстановления монооксида кремния δίΟ в реакционном пространстве печи, степень извлечения кремния из исходного кварцитового сырья в конечный целевой продукт при этом не превосходит 92-93,5%.At the same time, although rexyl carbonizate has a developed finely porous structure and its accompanying high specific pore surface (120-500 m 2 / g, iodine number 12.5-50%), which contributes to a relatively higher heterogeneous reduction rate of silicon monoxide δίΟ in in the reaction space of the furnace, the degree of extraction of silicon from the initial quartzite raw material into the final target product does not exceed 92-93.5%.

Это связано с тем, что пористая структура данного известного материала является по преимуществу тонкопористой, с относительно малым количеством крупных транспортных пор, что ограничивает доступ газообразного δίΟ к развитой внутренней реакционной поверхности, а также замедляет испарение и удаление остаточных летучих веществ из пор, тем самым дополнительно тормозя поступление δίΟ в поры. В результате, часть δίΟ не успевает прореагировать с углеродом восстановителя при движении через слой шихты и уносится в систему газоочистки, что снижает производительность печи и повышает удельные затраты электроэнергии, восстановителя и кремниевого сырья на выплавку единицы продукции.This is due to the fact that the porous structure of this known material is predominantly finely porous, with a relatively small number of large transport pores, which limits the access of gaseous δίΟ to the developed internal reaction surface, and also slows down the evaporation and removal of residual volatile substances from the pores, thereby additionally inhibiting the entry of δίΟ into the pores. As a result, part of δίΟ does not have time to react with the reducing agent carbon when moving through the charge layer and is carried away to the gas purification system, which reduces the furnace productivity and increases the specific costs of electricity, reducing agent and silicon raw materials for smelting a unit of production.

В настоящем изобретении авторам удалось устранить данный недостаток и дополнительно снабдить материал углеродного восстановителя развитой системой крупных транспортных пор. В результате, полученный согласно настоящему изобретению материал рексил характеризуется высокой газопроницаемостью, составляющей 0,03-3,65 см3/с (для образца сечением 1 см2, длиной 1 см, при перепаде давления 0,1 МПа).In the present invention, the authors were able to eliminate this drawback and additionally provide the carbon reducing agent material with a developed system of large transport pores. As a result, the Rexyl material obtained according to the present invention is characterized by high gas permeability of 0.03-3.65 cm 3 / s (for a sample with a cross section of 1 cm 2 , 1 cm long, with a pressure drop of 0.1 MPa).

При этом данное усовершенствование осуществлено без ухудшения и/или с дополнительным улучшением других существенных характеристик материала - удельной площади поверхности (105-600 м2/г) и реакционной способности, удельного электросопротивления, а также структурной прочности и содержания несгораемого остатка (золы) и летучих веществ в углеродном материале.Moreover, this improvement was carried out without any deterioration and / or with additional improvement of other significant characteristics of the material - specific surface area (105-600 m 2 / g) and reactivity, electrical resistivity, as well as structural strength and content of non-combustible residue (ash) and volatile substances in the carbon material.

Получение материала рексил, обладающего свойствами в соответствии с настоящим изобретением, может быть осуществлено посредством высокоскоростной термоокислительной карбонизации угля крупностью 3-40 мм при температуре 1000-1500°С, обеспечивающей скорость нагрева угля в областиThe preparation of Rexil material having properties in accordance with the present invention can be carried out by means of high-speed thermo-oxidative carbonization of coal with a grain size of 3-40 mm at a temperature of 1000-1500 ° C, providing a heating rate of coal in the region

- 7 024335 температур его деструкции более 20°С/мин, а предпочтительно более 400°С/мин. При этом в реакторе создаются условия нагрева частиц (кусков) угля с переменной скоростью и ускорением за счет применения комбинированного пульсирующего дутья, создающего в реакторе переменное избыточное давление. Предпочтительно избыточное давление при пульсирующем дутье изменяется в диапазоне от 0 до 10 атм (от 0 до 10x105 Па).- 7,024,335 temperatures of its destruction of more than 20 ° C / min, and preferably more than 400 ° C / min. At the same time, the conditions for heating particles (pieces) of coal with variable speed and acceleration are created in the reactor due to the use of a combined pulsating blast that creates alternating overpressure in the reactor. Preferably, the overpressure during pulsating blasting ranges from 0 to 10 atm (0 to 10x105 Pa).

Благодаря разной скорости и ускорению нагрева отдельно взятой частицы (куска) угля в слое реактора, происходящего в области температур деструкции, создается неравномерное избыточное давление собственных пиролизных газов, образующихся внутри тела частицы (куска), которое прямо зависит от температуры (возрастает с ее ростом), а в наибольшей степени от скорости и ускорения нагрева. Указанные собственные пиролизные газы в области высоких температур формируют либо тонкопористую структуру, либо, при выходе из него, крупнопористую структуру с открытыми макро- и туннельными порами, то есть систему транспортных пор по настоящему изобретению.Due to the different speeds and acceleration of heating of a single particle (piece) of coal in the reactor bed, which occurs in the temperature range of destruction, an uneven overpressure of intrinsic pyrolysis gases is generated that forms inside the body of the particle (piece), which directly depends on temperature (increases with its growth) , and to the greatest extent on the speed and acceleration of heating. These intrinsic pyrolysis gases at high temperatures form either a finely porous structure or, upon exiting it, a large-porous structure with open macro- and tunnel pores, i.e., a transport system of the present invention.

Так, при относительно небольшой температуре, а также скорости и ускорении нагрева частицы (куска) скорость объемного расширения также является относительно небольшой, вследствие чего формируется преимущественно тонкопористая структура рексила с высокой удельной поверхностью пор 105-600 м2/г (йодовое число 10,5-60%), и преимущественным образованием переходных сообщающихся пор, и микропор, способствующих интенсивному развитию наноразмерных пор на их стенках по всей внутренней поверхности (см. фиг. 9 и 10).So, at a relatively low temperature, as well as the speed and acceleration of heating of the particle (piece), the rate of volume expansion is also relatively small, as a result of which a predominantly fine-pored rexyl structure with a high specific pore surface of 105-600 m 2 / g is formed (iodine number 10.5 -60%), and the predominant formation of transitional interconnected pores, and micropores, contributing to the intensive development of nanoscale pores on their walls along the entire inner surface (see Figs. 9 and 10).

С ростом скорости и ускорения нагрева, вследствие существенного увеличения внутрипорового давления собственных пиролизных газов, происходит формирование более крупнопористой структуры рексила с преимущественным образованием мезопор.With an increase in the rate and acceleration of heating, due to a significant increase in the inter-pore pressure of the pyrolysis gases, a larger pore structure of rexyl is formed with the predominant formation of mesopores.

В то же время формирование макро- и туннельных пор, входящих в систему транспортных пор, происходит при очень высокой скорости объемного расширения собственных пиролизных газов, образующихся во внутрипоровом пространстве, которая достигается только при весьма высоких скоростях и ускорениях нагрева, составляющих более 400-500°/мин.At the same time, the formation of macro- and tunnel pores included in the system of transport pores occurs at a very high rate of volume expansion of intrinsic pyrolysis gases generated in the inter-pore space, which is achieved only at very high speeds and heating accelerations of more than 400-500 ° / min

Указанные интенсивно образующиеся пиролизные газы создают высокое давление распирания во внутрипоровом пространстве, при котором происходит разрыв поры (капсулы) и выход их в наружу с огромной скоростью через тело материала, находящееся в вязкопластичном состоянии, с образованием макроотверстий и туннелей, сохраняющих свою форму при последующем затвердевании (полимеризации) вследствие повышения температуры до 1000°С и более, которые и составляют основную долю в системе транспортных пор, пронизывающих тело материала рексил, (см. фиг. 1-6).These intensely generated pyrolysis gases create a high burst pressure in the interstitial space, at which the pore (capsule) ruptures and exits outward at a tremendous speed through the body of the material, which is in a viscoplastic state, with the formation of macroholes and tunnels that retain their shape upon subsequent solidification (polymerization) due to an increase in temperature to 1000 ° C or more, which make up the main share in the system of transport pores penetrating the body of the Rexyl material (see Figs. 1-6).

Большая скорость и ускорение нагрева, способствующие формированию системы транспортных пор в отдельно взятой частице (куска) угля, достигается за счет комбинированного импульсного дутья.High speed and acceleration of heating, contributing to the formation of a system of transport pores in a single particle (piece) of coal, is achieved due to the combined pulsed blasting.

Кроме того, предварительная подготовка исходного угольного сырья, например обогащение кускового угля и его фракционирование по классу крупности 3-40 мм, позволяет снизить содержание золы и получать материал рексил с содержанием золы не более 5%.In addition, the preliminary preparation of the initial coal raw material, for example, the beneficiation of lump coal and its fractionation according to the size class of 3–40 mm, makes it possible to reduce the ash content and obtain Rexil material with an ash content of not more than 5%.

Повышенная температура термоокислительной карбонизации (более 1000°С) способствует получению продукта с высокой структурной прочностью (Пс более 70%) и низким содержанием летучих веществ (0,1-3,5%).The increased temperature of thermo-oxidative carbonization (more than 1000 ° C) promotes the production of a product with high structural strength (P with more than 70%) and a low content of volatile substances (0.1-3.5%).

Для дальнейшего улучшения характеристик получаемого материала рексил, вышеуказанный процесс термоокислительной карбонизации с применением комбинированного пульсирующего дутья проводят с применением водяного пара. Введение водяного пара в шихту, подвергаемую указанному процессу карбонизации угля, может осуществляться путем смачивания используемого угля. В другом варианте реализации водяной пар может вводиться за счет добавления в шихту мокрого рексила. Еще в одном варианте реализации изобретения водяной пар подают в шихту в импульсном режиме путем непосредственной подачи увлажненного дутья с переменной концентрацией пара в воздухе, т.е. использования паровоздушного дутья вместо воздушного дутья. Количество пара, используемого в упомянутых вариантах реализации изобретения, может составлять вплоть до 1 т водяного пара в расчете на 1 т получаемого рексила. Применение водяного пара в процессе термоокислительной карбонизации угля, описанном выше, позволяет получить рексил с особо благоприятным сочетанием свойств, в частности, с наиболее высокой удельной площадью поверхности до 600 м2/г.To further improve the characteristics of the obtained Rexil material, the above process of thermo-oxidative carbonization using a combined pulsating blast is carried out using water vapor. The introduction of water vapor into the charge, subjected to the specified process of carbonization of coal, can be carried out by wetting the coal used. In another embodiment, water vapor may be introduced by adding wet rexil to the charge. In yet another embodiment of the invention, water vapor is supplied to the charge in a pulsed mode by directly supplying humidified blast with a variable concentration of steam in air, i.e. using steam blast instead of air blast. The amount of steam used in the aforementioned embodiments of the invention can be up to 1 ton of water vapor per 1 ton of obtained rexyl. The use of water vapor in the process of thermal oxidative carbonization of coal, described above, allows to obtain rexil with a particularly favorable combination of properties, in particular, with the highest specific surface area of up to 600 m 2 / g.

Получаемый в результате рексил наилучшим образом подходит в качестве базового восстановителя для получения кремния, отличаясь высоким содержанием активного углерода (93-95%) и высокой химической активностью. Его применение в способе получения кремния электротермическим или плазменновосстановительным процессом позволяет обеспечить следующие преимущества.The resulting rexyl is best suited as a base reducing agent for silicon, characterized by a high content of active carbon (93-95%) and high chemical activity. Its use in a method for producing silicon by an electrothermal or plasma recovery process allows the following advantages to be provided.

1. Рексил имеет высокую структурную прочность (Пс 70-85%), которая обеспечивает его устойчивость к механическому воздействию и препятствует измельчению при хранении, транспортировке, приготовлении шихты и подаче ее в плавильную печь. Отсутствие в составе рексила мелкой фракции (менее 3 мм) минимизирует или вовсе исключает ее унос в систему пыле-газоудаления. Тем самым снижаются потери активного углерода и необходимость загружать избыток (по активному углероду) восстановителя для компенсации данной потери.1. Rexil has a high structural strength (P from 70-85%), which ensures its resistance to mechanical stress and prevents grinding during storage, transportation, preparation of the charge and feeding it to the melting furnace. The absence of a fine fraction in the composition of rexyl (less than 3 mm) minimizes or completely eliminates its entrainment into the dust-gas removal system. This reduces the loss of active carbon and the need to load the excess (active carbon) of the reducing agent to compensate for this loss.

2) Малое содержание в рексиле летучих соединений и влаги обеспечивает фактическое отсутствие2) The low content of volatile compounds and moisture in rexil provides an actual absence

- 8 024335 озоления (угара) рексила на колошнике при относительно низких температурах (до 750°С). Основной разогрев рексила до температуры его горения (более 1000°С) происходит в бескислородной средней зоне колошника в результате теплообмена с разогретыми газами, с образованием карбида кремния, и в нижней высокотемпературной зоне, т.е. непосредственно в реакционном тигле, где выделяется большое количество тепла при воздействии электрического тока. Это также снижает потери активного углерода, что, в свою очередь, препятствует повышению количества золы, поступающей с восстановителем, и соответственно снижает количество примесей в конечном продукте.- 8 024335 ashing (burning out) rexylated at the top at relatively low temperatures (up to 750 ° C). The main heating of rexyl to its burning temperature (more than 1000 ° C) occurs in the anoxic middle zone of the top of the furnace as a result of heat exchange with heated gases, with the formation of silicon carbide, and in the lower high-temperature zone, i.e. directly in the reaction crucible, where a large amount of heat is released when exposed to electric current. It also reduces the loss of active carbon, which, in turn, prevents an increase in the amount of ash supplied with the reducing agent, and accordingly reduces the amount of impurities in the final product.

3) Высокая химическая активность рексила обеспечивает быстрый его прогрев и протекание целевых реакций в зоне дуги (при высоких температурах более 1600°С), где активно происходят реакции восстановления кремния, а также в сочетании с высокой доступностью эффективного порового пространства для сорбирования и восстановления газообразного δίΘ при высоких и средних температурах (10001600°С) способствует ускоренному протеканию карбидообразования из δίΘ и, как следствие, существенному увеличению реакционной способности (скорости протекания реакции в единицу времени на грамм углерода). Также это уменьшает расход энергии и интервал времени для нагрева стенок рексила, а также позволяет производить ускоренный равномерный разогрев всей его внутренней части, так как отсутствует необходимость испарения летучих, а учитывая его развитую нанопористую структуру и рельефность поверхности стенок транспортных пор, делает доступным для реакции всю удельную поверхность, увеличивая тем самым реакционную способность.3) The high chemical activity of rexyl ensures its rapid heating and the occurrence of target reactions in the arc zone (at high temperatures above 1600 ° C), where silicon reduction reactions are actively taking place, and also in combination with the high availability of effective pore space for sorption and reduction of gaseous δίΘ at high and medium temperatures (10001600 ° С) it promotes accelerated carbide formation from δίΘ and, as a result, a significant increase in reactivity (reaction rate uu per unit time per gram carbon). It also reduces energy consumption and the time interval for heating rexil walls, and also allows for accelerated uniform heating of its entire internal part, since there is no need for volatile evaporation, and given its developed nanoporous structure and surface relief of the walls of the transport pores, it makes the whole reaction accessible specific surface, thereby increasing reactivity.

Следует иметь в виду, что рексил может использоваться для получения кристаллического кремния в чистом виде, что является предпочтительным с точки зрения упрощения стадий доставки и подготовки шихты. Однако при необходимости он может применяться в комбинации с другими углеродными восстановителями, такими как спецкокс, древесный уголь, карбонизат Рексил и другие известные специалистам материалы. Такое использование позволяет также улучшить параметры процесса, хотя, возможно, в меньшей степени, чем при использовании чистого рексила.It should be borne in mind that rexyl can be used to obtain crystalline silicon in pure form, which is preferred from the point of view of simplifying the stages of delivery and preparation of the charge. However, if necessary, it can be used in combination with other carbon reducing agents, such as special coke, charcoal, Rexil carbonizate and other materials known to specialists. This use also allows you to improve the process parameters, although perhaps to a lesser extent than when using pure rexil.

Кроме того, рексил можно использовать и в других процессах, основанных на протекании реакций восстановления. Такие процессы представляют собой, в частности, выплавку кремнийсодержащих сплавов, например получение ферросилиция ФС-90, и других ферросплавов. Также рексил может использоваться для производства фосфора, производства карбидов кремния и кальция, металлизации и агломерации рудного сырья.In addition, rexyl can be used in other processes based on the occurrence of reduction reactions. Such processes are, in particular, the smelting of silicon-containing alloys, for example, the production of ferrosilicon FS-90, and other ferroalloys. Rexil can also be used for phosphorus production, production of silicon and calcium carbides, metallization and agglomeration of ore raw materials.

Изобретение далее демонстрируется следующими примерами.The invention is further demonstrated by the following examples.

Пример 1. Получение углеродного восстановителя рексил.Example 1. Obtaining a carbon reductant reducing agent.

Подготовленную угольную шихту фракции 3-30 мм загружали в реактор, после чего производили его запуск. В реактор подавали воздух в режиме комбинированного пульсирующего дутья с избыточным давлением до 10 атм и частотой пульсации 120 с. Процесс проводили при средней температуре 1100°С, с локальным пиковым повышением до 1350°С в течение 20 ч, при средней скорости нагрева угля более 400°С/мин. После этого готовый рексил выгружали из реактора в металлический охладитель, где он охлаждался до температуры окружающей среды.Prepared coal charge fraction 3-30 mm was loaded into the reactor, after which it was launched. Air was supplied to the reactor in the mode of a combined pulsating blast with an overpressure of up to 10 atm and a pulsation frequency of 120 s. The process was carried out at an average temperature of 1100 ° C, with a local peak increase to 1350 ° C for 20 hours, with an average coal heating rate of more than 400 ° C / min. After that, the finished rexyl was discharged from the reactor into a metal cooler, where it was cooled to ambient temperature.

Г отовый рексил выгружали из охладителя и упаковывали.Hydroxyl rexyl was discharged from the cooler and packaged.

При определении характеристик полученного продукта по стандартным методикам были получены следующие результаты, приведенные ниже в табл. 1 (в графе рексил).When determining the characteristics of the obtained product according to standard methods, the following results were obtained, which are shown below in table. 1 (in the column Rexil).

Пример 2. Испытания по выплавке кристаллического кремния с различными восстановителями.Example 2. Tests for the smelting of crystalline silicon with various reducing agents.

Выплавку кристаллического кремния осуществляли с использованием различных видов углеродных восстановителей, в том числе восстановителей известного уровня техники, в качестве которых применяли стандартный спецкокс (низко-среднетемпературный карбонизат) из неспекающегося угля, а также прототип - карбонизат Рексил, раскрытый в патенте ΚΖ 23615, и материала рексил по настоящему изобретению, полученному, как описано выше в примере 1. Свойства использовавшихся углеродных восстановителей показаны в табл. 1.Crystalline silicon was smelted using various types of carbon reducing agents, including state-of-the-art reducing agents that used standard special coke (low-medium temperature carbonizate) from non-sintering coal, as well as a prototype Rexil carbonizate disclosed in patent No. 23615 and the material rexil of the present invention, obtained as described above in example 1. The properties of the used carbon reducing agents are shown in table. one.

- 9 024335- 9,024,335

Таблица 1Table 1

Твердые углеродные восстановители для выплавки кристаллического кремнияSolid carbon reducing agents for crystalline silicon smelting

Показатели Indicators Спецкокс Special Cox Карбонизат Рексил Carbonate Rexil РЕКСИЛ Rexil Технический анализ, %: Technical analysis, %: 5,15 5.15 3,50 3,50 3,20 3.20 14,40 14.40 1,20 1.20 1, 00 one hundred Нр N r 3,8 3.8 3, б 3 b 3, 6 3, 6 у at 0, 58 0, 58 0,35 0.35 0,33 0.33 Содержание твердого углерода на сухую массу, % Solid carbon content on a dry mass,% 79,87 79.87 94,05 94.05 95,47 95.47 Структурная прочность, % Structural strength,% 62, 8 62, 8 83,0 83.0 83,5 83.5 Реакционная способность при Reactivity with 1273 К-, мд/г-с1273 K - , ppm / s 9, 1 9, 1 9, 6 9, 6 11,6 11.6 Удельное Specific электросопротивление, Ом*см-1 electrical resistance, Ohm * cm -1 0, 64106 0, 6410 6 0, 92·10е 0, 92 · 10 e 0,94-10‘ 0.94-10 ‘ Удельная плошадь поверхности м3Surface Area m 3 / g 68 68 440 440 560 560

Аа - содержание золы;And a is the ash content;

V - содержание летучих веществ;V is the content of volatile substances;

р - содержание влаги;No. p - moisture content;

8/ - содержание серы.8 / - sulfur content.

Выплавку проводили на руднотермической печи мощностью 200 кВ-А с использованием в качестве рудного сырья кварцита и/или кварца месторождения Актас крупностью 10-25 мм следующего состава, %: δίθ2 - 99,8; А12О3 - 0,17; СаО - 0,02. Были опробованы три варианта плавки - стандартный (вариант I) с использованием в шихте спецкокса, сравнительный (вариант II) с использованием в шихте карбонизата рексил, и экспериментальный, согласно настоящему изобретению - с использованием в шихте нового материала рексил (вариант III).Smelting was carried out on a 200 kV-A ore-thermal furnace using quartzite and / or quartz from the Aktas deposit with a grain size of 10–25 mm of the following composition,%: δίθ 2 - 99.8; A1 2 O 3 - 0.17; CaO - 0.02. Three melting options were tested - standard (option I) using special coke in the charge, comparative (option II) using rexyl carbonate in the charge, and experimental, according to the present invention — using new rexyl material in the charge (option III).

Условия плавки на протяжении всего периода исследований были одинаковыми. Результаты испытаний представлены в табл. 2.Smelting conditions were the same throughout the study period. The test results are presented in table. 2.

Таблица 2table 2

Показатели электроплавки кристаллического кремния с использованием различных углеродных восстановителейCrystalline silicon electrofusion performance using various carbon reducing agents

Показатели Indicators Вариант I Option I Вариант II Option II Вариант III Option III Состав шихты, в кг: The composition of the mixture, in kg: кварцит и/или кварц quartzite and / or quartz 10, 0 one hundred 10, 0 one hundred 10,0 10.0 Спецкокс Special Cox 6,50 6.50 - - - - Карбонизат Рексил Rexil Carbonizate (прототип) (prototype) - - 6,24 6.24 - - РЕКСИЛ (предлагаемый) Rexyl (offered) - - - - 6,24 6.24 Низкозольный Low ash шубарколь ский уголь coal shubarkol 1,00 1.00 - - 1 one Содержание кремния в Silicon content in металле (конечном metal (final 99,20 99,20 99,52 99.52 99, 61 99, 61 продукте) % product)% Удельный расход Specific consumption электроэнергии, electricity 14, 07 14, 07 13,20 13,20 12,70 12.70 кВт·час/кг kWh / kg Производительность в ед. времени, кг/час Performance in units time, kg / hour 2, 31 2, 31 2,76 2.76 3,14 3.14 Степень извлечения Degree of extraction 81, 62 81, 62 93,48 93.48 94,52 94.52 кремния, % silicon,%

Из приведенных данных следует, что замена спецкокса карбонизатом Рексил способствует увеличению чистоты выплавляемого металла: содержание базового элемента в выплавляемом кристаллическом кремнии увеличилось с 99,25 до 99,52%. Кроме того, имеет место повышение производительности печи по выплавляемому кремнию - с 2,31 до 2,76 кг/ч и снижение удельного расхода электроэнергии с 14,07 до 13,2 кВт-ч/кг.From the above data it follows that the replacement of special coke with Rexil carbonizate increases the purity of the melted metal: the content of the base element in the melted crystalline silicon increased from 99.25 to 99.52%. In addition, there is an increase in smelting silicon furnace productivity - from 2.31 to 2.76 kg / h and a decrease in specific electric energy consumption from 14.07 to 13.2 kWh / kg.

При этом при использовании спецкокса степень извлечения кремния составляет 81,62%. Использование карбонизата Рексил позволяет повысить ее до 93,48%, однако более 6,5% кремния все же уносится из печи и теряется. При средней промышленной производительности 100 т в сутки потеря составит порядка 6,5 т кремния в сутки, что ведет как к существенным потерям целевого продукта, так и к значительному ущербу для окружающей среды.Moreover, when using special coke, the degree of extraction of silicon is 81.62%. The use of Rexil carbonizate can increase it to 93.48%, however, more than 6.5% of silicon is still carried away from the furnace and is lost. With an average industrial productivity of 100 tons per day, the loss will be about 6.5 tons of silicon per day, which leads to both significant losses of the target product and significant damage to the environment.

В то же время при применении нового материала рексил содержание базового элемента в выплав- 10 024335 ляемом кристаллическом кремнии составляет 99,61%, а степень извлечения кремния 94,52%. Одновременно улучшается показатель производительности печи до 3,14 кг/ч и достигается снижение удельного расхода электроэнергии до 12,70 кВт-ч/кг. При этом потери кремния при средней промышленной производительности 100 т в сутки составляют около 5,5 т в сутки.At the same time, when using the new Rexil material, the content of the base element in smelted crystalline silicon is 99.61%, and the degree of silicon extraction is 94.52%. At the same time, the furnace productivity indicator improves to 3.14 kg / h and the specific energy consumption is reduced to 12.70 kWh / kg. At the same time, silicon losses at an average industrial productivity of 100 tons per day are about 5.5 tons per day.

Таким образом, применение материала рексил по настоящему изобретению позволяет при сохранении чистоты получаемого продукта сократить его потери более чем на 15%, что при средней промышленной производительности 100 т в сутки составляет около 1,0 т в сутки или 365 т в год, стоимость которого при нынешних ценах составляет более 1 млн $, дополнительно повысить производительность печи в единицу времени более чем на 14,5% и снизить удельный расход электроэнергии на 3,5% и более.Thus, the use of the Rexil material of the present invention allows, while maintaining the purity of the resulting product, to reduce its loss by more than 15%, which at an average industrial productivity of 100 tons per day is about 1.0 tons per day or 365 tons per year, the cost of which current prices is more than $ 1 million, to further increase furnace productivity per unit of time by more than 14.5% and reduce specific electricity consumption by 3.5% or more.

Это показывает, что предлагаемый углеродный восстановитель рексил обладает хорошо сбалансированной комбинацией характеристик, особенно выгодной для использования в качестве углеродного восстановителя для выплавки кристаллического кремния.This shows that the proposed carbon rexyl reducing agent has a well-balanced combination of characteristics, which is especially advantageous for use as a carbon reducing agent for the smelting of crystalline silicon.

Claims (13)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Углеродный восстановитель для выплавки кристаллического кремния, имеющий развитую поровую структуру, состоящий из углерода, золы, летучих веществ, отличающийся тем, что он в совокупности:1. Carbon reducing agent for the smelting of crystalline silicon, having a developed pore structure, consisting of carbon, ash, volatile substances, characterized in that it together: а) имеет комплексную структуру пор, состоящую из тонкопористой системы, включающей нанопоры размером менее 2 нм и переходные и сообщающиеся мезопоры размером от 2 до 50 нм, и развитой системы транспортных пор, включающей макропоры размером от 50 до 1000 нм и туннельные поры размером от 1 до 1000 мкм, причем на твердую фазу приходится доля в 10-30 об.%, на тонкопористую систему - в 5-65 об.% и на систему транспортных пор приходится доля в 5-85 об.% в расчете на общий объем материала восстановителя;a) has a complex pore structure, consisting of a finely porous system, including nanopores less than 2 nm in size and transitional and communicating mesopores from 2 to 50 nm in size, and a developed system of transport pores, including macropores from 50 to 1000 nm in size and tunnel pores from 1 up to 1000 microns, moreover, the solid phase accounts for a share of 10-30 vol.%, the fine-porous system - 5-65 vol.% and the transport pore system accounts for 5-85 vol.% calculated on the total volume of the reducing material ; б) характеризуется следующими свойствами и составом: удельная площадь поверхности (8) - 105-600 м2/г; реакционная способность - 7-13 мл/г-с;b) is characterized by the following properties and composition: specific surface area (8) - 105-600 m 2 / g; reactivity - 7-13 ml / g-s; удельное электросопротивление - 0,1х103-0,98х106 Ом-см; структурная прочность (Ц.) - 70-85%; насыпная плотность - 0,18-0,45 т/м3;electrical resistivity - 0.1x10 3 -0.98x10 6 Ohm-cm; structural strength (C.) - 70-85%; bulk density - 0.18-0.45 t / m 3 ; газопроницаемость (определенная с учетом ГОСТ 11573-98 и ИСО 8841-91Е) - 0,03-3,65 см3/с для образца сечением 1 см2, длиной 1 см, при перепаде давления 0,1 МПа;gas permeability (determined taking into account GOST 11573-98 and ISO 8841-91E) - 0.03-3.65 cm 3 / s for a sample with a cross section of 1 cm 2 , 1 cm long, with a pressure drop of 0.1 MPa; углерод (С) - 91,5-98,9 мас.%;carbon (C) - 91.5-98.9 wt.%; зола (А'1) - 1,0-5,0 мас.%;ash (A ' 1 ) - 1.0-5.0 wt.%; летучие вещества (У**) - 0,1-3,5 мас.%.volatile substances (U **) - 0.1-3.5 wt.%. 2. Углеродный восстановитель по п.1, отличающийся тем, что он представляет собой сыпучий кусковой материал с размером кусков в пределах 3-35 мм.2. The carbon reducing agent according to claim 1, characterized in that it is a loose bulk material with a size of pieces in the range of 3-35 mm 3. Углеродный восстановитель по п.1, отличающийся тем, что он получен на основе угольного сырья, представляющего собой энергетические угли.3. The carbon reducing agent according to claim 1, characterized in that it is obtained on the basis of coal raw materials, which is steam coal. 4. Применение углеродного восстановителя по п.1 в качестве восстанавливающего материала при проведении металлургических и химических восстановительных процессов, выбираемых из выплавки кристаллического кремния и кремнийсодержащих сплавов методом электротермии или методом плазменной плавки, выплавки кристаллического кремния и кремнийсодержащих сплавов, в частности ферросилиция ФС-90, методом электротермии или методом плазменной плавки, производства фосфора, производства карбида кальция, металлизации и агломерации рудного сырья.4. The use of the carbon reducing agent according to claim 1 as a reducing material during metallurgical and chemical reduction processes selected from the smelting of crystalline silicon and silicon-containing alloys by electrothermal or plasma melting, smelting of crystalline silicon and silicon-containing alloys, in particular FS-90 ferrosilicon, by electrothermics or by plasma melting, phosphorus production, calcium carbide production, metallization and agglomeration of ore raw materials. 5. Способ получения углеродного восстановителя, в котором осуществляют высокоскоростную термоокислительную карбонизацию угля крупностью 3-40 мм при температуре 1000-1500°С, при этом указанная термоокислительная карбонизация осуществляется при скорости нагрева угля в области температур его деструкции более 20°С/мин и с использованием комбинированного пульсирующего дутья, создающего в реакторе переменное избыточное давление, что обеспечивает нагрев частиц или кусков угля с переменной скоростью и ускорением.5. A method of producing a carbon reducing agent in which high-speed thermo-oxidative carbonization of coal with a grain size of 3-40 mm is carried out at a temperature of 1000-1500 ° C, wherein said thermo-oxidative carbonization is carried out at a heating rate of coal in the region of its destruction temperatures of more than 20 ° C / min and s using a combined pulsating blast that creates a variable overpressure in the reactor, which provides heating of particles or pieces of coal with a variable speed and acceleration. 6. Способ по п.5, в котором скорость нагрева угля в области температур его деструкции составляет более 400°С/мин.6. The method according to claim 5, in which the heating rate of coal in the temperature range of its destruction is more than 400 ° C / min. 7. Способ по п.5 или 6, в котором изменение избыточного давления при пульсирующем дутье происходит в диапазоне от 0 до 10 атм (от 0 до 10х 105 Па).7. The method according to claim 5 or 6, in which the change in excess pressure during a pulsating blast occurs in the range from 0 to 10 atm (from 0 to 10 x 10 5 Pa). 8. Способ по любому из пп.5-7, в котором период пульсаций составляет от 0,01 до 150 с.8. The method according to any one of claims 5 to 7, in which the ripple period is from 0.01 to 150 s. 9. Способ по любому из пп.5-8, в котором термоокислительную карбонизацию угля осуществляют с дополнительным введением в шихту, в область высоких температур, водяного пара.9. The method according to any one of claims 5 to 8, in which the thermally oxidizing carbonization of coal is carried out with the additional introduction of steam into the batch, at high temperatures. 10. Способ по п.9, в котором водяной пар вводят в шихту путем смачивания угля.10. The method according to claim 9, in which water vapor is introduced into the mixture by wetting the coal. 11. Способ по п.9, в котором водяной пар вводят в шихту путем добавления указанного углеродного восстановителя, пропитанного водой.11. The method according to claim 9, in which water vapor is introduced into the mixture by adding the specified carbon reducing agent soaked in water. 12. Способ по п.9, в котором водяной пар вводят в шихту прямой подачей увлажненного дутья с пе- 11 024335 ременной концентрацией пара в воздухе.12. The method according to claim 9, in which water vapor is introduced into the mixture by direct supply of humidified blast with a constant concentration of steam in the air. 13. Способ по любому из пп.9-12, в котором количество используемого водяного пара составляет до 1 т пара на 1 т получаемого углеродного восстановителя.13. The method according to any one of claims 9 to 12, in which the amount of water vapor used is up to 1 ton of steam per 1 ton of the resulting carbon reducing agent.
EA201101605A 2011-12-08 2011-12-08 Carbon reducing agent and method for obtaining the same EA024335B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201101605A EA024335B1 (en) 2011-12-08 2011-12-08 Carbon reducing agent and method for obtaining the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201101605A EA024335B1 (en) 2011-12-08 2011-12-08 Carbon reducing agent and method for obtaining the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201101605A1 EA201101605A1 (en) 2013-06-28
EA024335B1 true EA024335B1 (en) 2016-09-30

Family

ID=48699365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201101605A EA024335B1 (en) 2011-12-08 2011-12-08 Carbon reducing agent and method for obtaining the same

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA024335B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002275477A (en) * 2001-03-16 2002-09-25 Nippon Steel Corp Method for producing coke for blast furnace
RU2352524C1 (en) * 2007-06-20 2009-04-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) Method of technological silicon receiving
WO2010067606A1 (en) * 2008-12-10 2010-06-17 新日本製鐵株式会社 Process for producing coke for blast furnace

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002275477A (en) * 2001-03-16 2002-09-25 Nippon Steel Corp Method for producing coke for blast furnace
RU2352524C1 (en) * 2007-06-20 2009-04-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) Method of technological silicon receiving
WO2010067606A1 (en) * 2008-12-10 2010-06-17 新日本製鐵株式会社 Process for producing coke for blast furnace

Also Published As

Publication number Publication date
EA201101605A1 (en) 2013-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. The evolution of structural order, microstructure and mineral matter of metallurgical coke in a blast furnace: A review
JP6030558B2 (en) Generation process of carbon graphene and other nanomaterials
Wang et al. Influence mechanism of zinc on the solution loss reaction of coke used in blast furnace
US20150210558A1 (en) Process for Producing Magnesium Oxide
JP2009530492A5 (en)
US9260308B2 (en) Nanomaterials and process for making the same
EP2100979B1 (en) Process for preparation of ore, equipment for preparation thereof, ironmaking process and ironmaking/steelmaking process
Tian et al. Behavior analysis of CaF 2 in magnesia carbothermic reduction process in vacuum
Liang et al. Study on the reaction behavior of self-propagating high-temperature synthesis of TiC ceramic in the Cu–Ti–C system
Zhu et al. Pore structure evolution during the coke graphitization process in a blast furnace
Murakami et al. Analysis of combustion rate of various carbon materials for iron ore sintering process
US2675307A (en) Process for coking-calcining complete smelting charge aggregates
Sahajwalla et al. Reductant characterisation and selection: implications for ferroalloys processing
Datta Powder metallurgy: an advanced technique of processing engineering materials
CN105940120B (en) The method and electric arc furnaces of steel processed in electric arc furnaces
Dastidar et al. Effect of alkali on different iron making processes
JPS616247A (en) Manufacture of iron boron alloy or iron boron silicon alloy
EA024335B1 (en) Carbon reducing agent and method for obtaining the same
Maddalena et al. Study of Mg-based materials to be used in a functional solid state hydrogen reservoir for vehicular applications
Gupta et al. Light weight high entropy alloys: Processing challenges and properties
RU2147565C1 (en) Method of preparing antioxidant
Grigore Factors influencing coke gasification with carbon dioxide
US4394167A (en) Method of carbothermically producing aluminum
RU2352524C1 (en) Method of technological silicon receiving
Pavlov et al. Pyrometallurgical processing of the hydromica schist with producing foam materials

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU