KR101403392B1 - 고순도 정제된 규석 분말의 단광방법 - Google Patents
고순도 정제된 규석 분말의 단광방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101403392B1 KR101403392B1 KR1020120112704A KR20120112704A KR101403392B1 KR 101403392 B1 KR101403392 B1 KR 101403392B1 KR 1020120112704 A KR1020120112704 A KR 1020120112704A KR 20120112704 A KR20120112704 A KR 20120112704A KR 101403392 B1 KR101403392 B1 KR 101403392B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- silica
- binder
- silica powder
- powder
- less
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/02—Silicon
- C01B33/021—Preparation
- C01B33/023—Preparation by reduction of silica or free silica-containing material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/0072—Heat treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
본 발명은 고순도 정제된 규석 분말의 단광방법에 관한 것으로, 품위가 낮은 규석 원광을 분쇄 및 분급 공정의 물리적 정제를 수행하여 입자크기 1mm 이하의 품위 97% 이상의 규석 분말을 제조하는 제 1 단계와; 결합제 용액에 상기 규석 분말을 넣어 교반한 후 가열하는 제 2 단계와; 결합제와 반응시킨 상기 규소분말에서 용액을 제거하고 고압으로 단광하는 제 3 단계로 구성됨으로써, 1mm 이하의 입자크기를 갖는 품위 97% 이상인 규석분말을 괴상화하여 메탈실리콘의 원료로 사용할 수 있으며, 불순물로 Al2O3를 3.0wt% 미만으로 포함하는 규석 및 규사의 단광이 가능하고, 가성소다를 결합제로 사용하여 규석의 단광을 제조할 수 있고, 전기로 투입에 적절하도록 강도를 갖는 괴상화가 가능함은 물론, 괴상의 크기는 프레스의 몰드에 따라 다양하게 제조가 가능한 효과가 있다.
Description
본 발명은 고순도 정제된 규석 분말의 단광방법에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 금속 제조방법은 산화물 원광을 환원처리하는 것으로 제조되는 금속의 수율을 확보하기 위해서는 고순도의 출발원료가 요구된다. 금속의 제조에 사용되는 광석 원료는 정제 단계에서 분체로 얻어지는데 분체의 경우 수직형 환원로의 투입시 환원반응의 효율성이 떨어진다. 메탈실리콘 제조에 이용되는 아크로는 수직형 전기로로 고순도 규석분말은 분체 원료의 용련에 적합하도록 괴상화하는 예비처리가 필요하며, 이러한 예비 처리방법에는 소결, 펠레타이징, 단광(Briquetting) 등이 있는데, 규석의 예비처리 방법으로 단광법이 주로 사용된다.
이러한 종래 기술 중 제안된 대한민국 공개특허 제2011-121496호(공개일자: 2011.11.07., 발명의 명칭: 실리카 펠렛 제조 방법)는 폴리비닐알코올, 테트라에틸오르토실리케이트, 실리카 졸을 바인더를 사용하여 10 내지 200um 입자 직경의 실리카의 펠렛을 제조하는 방법이 개시되어 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제66290호(등록일자: 1993.10.09., 발명의 명칭: 고순도 금속 규소의 제조방법 및 장치)는 규소산화물과 환원제를 혼합한 펠렛으로 제조하여 로 내에서 충전하는 금속규소 제조방법의 일안으로 아크로를 환원장치로 이용하는 방법이 개시되어 있다.
그리고, 대한민국 공개특허 제2012-75305호(공개일자: 2012.7.6., 발명의 명칭: 메탄을 이용한 실리콘 제조방법)는 규석광을 원료로 사용하며 환원재로 목탄, 코크스 이외에 메탄을 첨가하여 환원반응을 촉진시켜 생산성을 향상시키는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래 기술들은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 종래 기술은 유기 바인더를 이용하여 보형성과 유동성이 우수하여 세라믹 성형에 적합한 반면, 유기 바인더를 제거하기 위해서는 소결 과정에서 다량의 열에너지를 필요로 하고, 이산화탄소의 배출, 세라믹스 내에 회분이나 탄소의 잔류 문제가 있다. 또한, 물유리, 탄산나트륨 등의 무기바인더의 경우는 유기바인더에 비해 결합력이 적어 강도저하가 나타나며 바인더의 일부 성분이 잔류하여 원재료의 특성이 변화될 수 있는 단점이 있다.
둘째, 이러한 종래 기술은 기존의 메탈실리콘 제조방법에서 환원반응의 효율성 문제로 입자크기가 수mm 이하인 규석은 거의 사용되지 못함은 물론, 품위가 낮은 규석원광은 물리적 처리를 통한 정제 공정 중 10mm 이하로 분쇄되는 경우가 발생하는데 품위와 관계없이 입자크기에 의해 활용도가 낮다. 결과적으로, 미분의 규석을 메탈실리콘 제조의 원료로 활용할 수 있도록 규석 분말을 괴상화하는 방법이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하고자 창출된 본 발명의 목적은, 물리적 정제 공정을 거쳐 입자 크기가 1mm 이하 및 품위가 97% 이상의 초고순도 규석 및 규사의 단광방법을 제공함에 있다.
이러한 본 발명의 목적은, 품위가 낮은 규석 원광을 분쇄 및 분급 공정의 물리적 정제를 수행하여 입자크기 1mm 이하의 품위 97% 이상의 규석 분말을 제조하는 제 1 단계와; 결합제 용액에 상기 규석 분말을 넣어 교반한 후 가열하는 제 2 단계와; 결합제와 반응시킨 상기 규소분말에서 용액을 제거하고 고압으로 단광하는 제 3 단계로 이루어진 고순도 정제된 규석 분말의 단광방법에 의해 달성될 수 있다.
상세하게는, 본 발명의 상기 제 2 단계의 결합제 용액의 결합제가 가성소다인 것을 특징으로 한다.
상세하게는, 본 발명의 상기 제 2 단계의 결합제 용액은 가성소다로 초순수를 용매로 하여 5 내지 30% 농도를 갖으며, 가열 온도는 50 내지 90℃인 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명의 구성은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 1mm 이하의 입자크기를 갖는 품위 97% 이상인 규석분말을 괴상화하여 메탈실리콘의 원료로 사용할 수 있다.
둘째, 본 발명은 불순물로 Al2O3를 3.0wt% 미만으로 포함하는 규석 및 규사의 단광이 가능하다.
셋째, 본 발명은 가성소다를 결합제로 사용하여 규석의 단광을 제조할 수 있다.
넷째, 본 발명은 전기로 투입에 적절하도록 강도를 갖는 괴상화가 가능하다. 괴상의 크기는 프레스의 몰드에 따라 다양하게 제조가 가능하다.
도 1은 규석 단광을 나타내는 사진이다.
도 2는 상온에서 처리하여 단광한 규석 단광의 확대 사진이다.
도 3은 열처리하여 단광한 규석 단광의 확대 사진이다.
도 2는 상온에서 처리하여 단광한 규석 단광의 확대 사진이다.
도 3은 열처리하여 단광한 규석 단광의 확대 사진이다.
이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하기로 한다.
품위가 97% 이상으로 정제된 고순도 규석 분말을 원료로하여 메탈실리콘을 얻고자 할 때 환원로에 원재료를 투입하기 위한 방법으로 단광법을 사용하였다.
1. 품위가 낮은 규석원광을 물리적 정제를 통해 품위가 97% 이상으로 제조한다. 물리적 정제 단계는 분쇄 및 분급 공정을 이용한 것으로 공정 완료시 규석의 입자크기는 1mm 이하로 얻어진다.
2. 규석분말의 단광을 위해 사용한 결합제는 가성소다로 초순수를 용매로하는 5 내지 30% 농도의 용액을 제조하여 규석분말을 넣어 섞은 후 상온과 고온(약 50 내지 90℃)으로 가열하며, 이러한 고온처리에 의해 강도가 더 높아진다.
3. 결합제와 반응시킨 규석분말은 용액을 제거하고 프레스 기계에서 9,000lb 이하의 압력을 가하여 단광처리 한다.
4. 규석 단광은 단광 내부의 수분이 완전히 제거되도록 건조시킨다. 건조 속도는 단광의 강도에 영향을 미칠 수 있기 때문에 너무 빠른 것이 양호하지 않다.
물리적 정제방법으로 분쇄 및 분급 공정을 거쳐 불순물을 어느 정도 제거한 수mm 이하의 입자크기를 갖는 규석분말을 아크로에 투입하여 금속실리콘의 제조에 이용하고자 하였다.
하기의 표 1은 열처리후 규석 단광의 강도가 월등히 개선됨을 보여주고 있다.
도 2 및 도 3의 사진은 상온에서 처리하여 단광한 규석 단광과 열처리하여 단광한 규석 단광의 확대 사진으로, 열처리하여 단광한 규석 표면이 육안으로도 강도가 개선되었음을 확인할 수 있다.
이상과 같은 본 발명은 일 실시예에 한정되어 설명되었으나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 토대로 변형되는 실시예들은 모두 본 발명의 권리범위에 속함이 분명하다.
Claims (3)
- 품위가 낮은 규석 원광을 분쇄 및 분급 공정의 물리적 정제를 수행하여 입자크기 1mm 이하의 품위 97% 이상의 규석 분말을 제조하는 제 1 단계와;
결합제 용액에 상기 규석 분말을 넣어 교반한 후 가열하는 제 2 단계와;
결합제와 반응시킨 상기 제 2 단계의 상기 규석 분말에서 용액을 제거하고 고압으로 단광하는 제 3 단계로 이루어지되,
상기 제 2 단계의 결합제 용액의 결합제가 가성소다인 것을 특징으로 하는 고순도 정제된 규석 분말의 단광방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 단계의 결합제 용액은 가성소다로 초순수를 용매로 하여 5 내지 30% 농도를 갖으며, 가열 온도는 50 내지 90℃인 것을 특징으로 하는 고순도 정제된 규석 분말의 단광방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120112704A KR101403392B1 (ko) | 2012-10-10 | 2012-10-10 | 고순도 정제된 규석 분말의 단광방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120112704A KR101403392B1 (ko) | 2012-10-10 | 2012-10-10 | 고순도 정제된 규석 분말의 단광방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140046721A KR20140046721A (ko) | 2014-04-21 |
| KR101403392B1 true KR101403392B1 (ko) | 2014-07-01 |
Family
ID=50653582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120112704A KR101403392B1 (ko) | 2012-10-10 | 2012-10-10 | 고순도 정제된 규석 분말의 단광방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101403392B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030065043A (ko) * | 2002-01-29 | 2003-08-06 | 한국지질자원연구원 | 천연 실리카의 고순도 정제방법 |
-
2012
- 2012-10-10 KR KR1020120112704A patent/KR101403392B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030065043A (ko) * | 2002-01-29 | 2003-08-06 | 한국지질자원연구원 | 천연 실리카의 고순도 정제방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20140046721A (ko) | 2014-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102161586B (zh) | 一种粒度可控的碳化硼陶瓷粉体的制备方法 | |
| CN111807369B (zh) | 一种用于熔炼回收再生硅的硅片切割废料的球团化方法 | |
| JP2013082588A (ja) | 金属ケイ素の製造方法 | |
| CN105693250B (zh) | 一种用蓝宝石精研磨废料浆制备碳化硼超微粉的方法 | |
| KR20130056992A (ko) | 실리콘 웨이퍼 폐슬러지의 처리방법 및 그 방법으로 제조된 Ｆｅ-Ｓｉ-ＳｉＣ 브리켓 | |
| JP2010155761A (ja) | 微細炭化珪素、微細窒化珪素、金属シリコン、塩化珪素の製造方法 | |
| CN101148268A (zh) | 一种利用含钨的锡炉渣或钨锡中矿分离提取钨酸钙和锡渣的方法 | |
| CN101704523A (zh) | 高纯碳化硅的生产工艺 | |
| CN103896285A (zh) | 一种以废旧石英埚制备高纯超细石英粉的方法 | |
| KR101403392B1 (ko) | 고순도 정제된 규석 분말의 단광방법 | |
| CN107745132A (zh) | 一种铁红制备高纯铁粉的方法 | |
| KR101436523B1 (ko) | 폐내화벽돌을 이용하는 내화재 원료의 제조방법 | |
| CN103266234A (zh) | 用晶体硅切割废料制备碳化硅颗粒增强铝基复合材料的方法 | |
| CN107500800B (zh) | 含铜尾矿的多孔陶瓷材料及其制备方法 | |
| JP2019085303A (ja) | シリコンの製造方法及び製造装置 | |
| KR20220010214A (ko) | 폐자원을 이용한 메탈실리콘의 제조방법 | |
| CN109768277B (zh) | 一种氧化石墨烯改性煤沥青粘结剂及其制备方法 | |
| CN106430196B (zh) | 一种锰氧化物气基还原制备碳化锰的方法 | |
| CN110713380A (zh) | 一种高纯度致密镁橄榄石的制备方法 | |
| CN101979686A (zh) | 一种含氧化锡废弃物的锡资源回收利用方法 | |
| CN115846588B (zh) | 一种铸造无机废砂再生方法及再生砂 | |
| KR101953453B1 (ko) | 탄화규소 슬러지를 이용한 브리켓 및 이의 제조 방법 | |
| RU2638464C1 (ru) | Способ получения брикетов для производства кремния восстановительной плавкой | |
| RU2703084C1 (ru) | Способ получения технического кремния | |
| KR20120041944A (ko) | 규석을 통한 메탈 실리콘 제조 공정 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170329 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180313 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190312 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200309 Year of fee payment: 7 |