RU2013370C1 - Способ выплавки кремния - Google Patents
Способ выплавки кремния Download PDFInfo
- Publication number
- RU2013370C1 RU2013370C1 SU4941518A RU2013370C1 RU 2013370 C1 RU2013370 C1 RU 2013370C1 SU 4941518 A SU4941518 A SU 4941518A RU 2013370 C1 RU2013370 C1 RU 2013370C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- silicon
- reducing
- furnace
- extraction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: кремнезем смешивают с восстановительной смесью с влажностью 25 - 40 мас. % , шихту загружают на колошник рудно-термической печи и выдерживают 3 - 10 мин, затем подают в печь и плавят. 1 ил. , 3 табл.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электротермическому получению технического кремния.
В настоящее время в промышленном масштабе технический кремний получают путем высокотемпературного восстановления кремнезема углеродом в дуговой руднотермической печи. Кремнезем смешивают с восстановительной смесью, и полученную таким образом шихту загружают на колошник руднотермической печи, а с него равномерно небольшими порциями погружают в печь.
В печи процесс восстановления кремнезема протекает по следующим стадиям: образование моноокиси кремния за счет испарения кремнезема в восстановительной атмосфере; взаимодействие моноокиси кремния с углеродом с образованием карбида кремния; взаимодействие карбида кремния с кремнеземом и моноокисью кремния с образованием элементарного кремния.
При загрузке шихты происходят быстрое спекание шихты в зоне ее подогрева и зависание в шахте, что ухудшает газопроницаемость шихты и уменьшает ее сход в реакционную зону. Это приводит к тому, что на колошнике образуются прогары и свищи, что ведет к безвозвратным потерям оксида кремния с отходящими газами, снижению извлечения кремния и дополнительному расходу электроэнергии.
Для повышения извлечения кремния в готовый продукт в последнее время наметилось несколько направлений. Одно из них - введение нового составляющего в шихту.
Известна шихта для выплавки кремния, содержащая каменноугольный полукокс, повышенная химическая активность которого приводит к повышению извлечения кремния до 73,6% .
Известна также восстановительная смесь, содержащая малозольный бурый уголь. Использование данной смеси значительно улучшает извлечение кремния, но из-за сравнительно высокой зольности бурого угля данное предложение не нашло практического применения.
Другое направление повышения извлечения кремния - введение активных веществ с целью повышения химической активности восстановительной смеси.
Введение добавок NaF, NaCl, KCl и MgO в количестве до 3% (масс. ) повышает активность углеродистых материалов. Однако широкого использования способ не имеет, т. к. при попадании влаги от охлаждающих элементов конструкции печи, а также в газоочистных устройствах будут создаваться агрессивные среды за счет разложения при высокой температуре хлоридов и фторидов, приводящие к коррозии оборудования.
Основной недостаток известного способа - низкое извлечение кремния.
Цель изобретения - увеличение извлечения кремния и снижение удельного расхода электроэнергии.
Поставленная цель достигается тем, что в способе получения кремния, включающем смешение кремнезема и восстановительной смеси, загрузку полученной шихты на колошник и последующую подачу ее в печь, в состав шихты вводят восстановительную смесь с влажностью 25-40 мас. % , а шихту перед подачей в печь выдерживают на колошнике в течение 3-10 мин.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что в состав шихты вводят восстановительную смесь с влажностью 25-40 мас. % , а шихту перед подачей в печь выдерживают на колошнике в течение 3-10 мин.
Известно, что извлечение является одним из основных показателей эффективности процесса. Один из факторов, существенно влияющих на извлечение кремния, - реакционная способность восстановительной смеси, которая является сложной функцией совокупности физико-химических свойств восстановителя.
Экспериментально было установлено, что реакционная способность углеродсодержащего восстановителя, характеризующаяся степенью улавливания газообразной моноокиси, возрастает с увеличением температуры обработки восстановителя за счет процессов образования микропористости, обусловленных выделением летучих и одновременным распиранием тела восстановителя.
Как следует из табл. 1, несмотря на то, что реакционная способность восстановителя по отношению к моноокиси кремния с повышением температуры возрастает, температуру нагрева ограничивают 800-1000оС, поскольку в условиях плавки кремния в электропечах повышенное содержание зольности и снижения содержания нелетучего углерода отрицательно воздействуют на чистоту выплавляемого продукта и на снижение других технологических показателей.
Установлено также, что реакционную способность восстановительной смеси можно увеличить за счет усиления процессов окисления углерода, приводящих к увеличению макропористости восстановителей по реакции:
С + СО2 _→ 2СО
С + Н2О _→ СО + Н2.
С + СО2 _→ 2СО
С + Н2О _→ СО + Н2.
Указанный результат достигают, когда восстановительную смесь вводят в шихту с влажностью 25-40 мас. % и приготовленную таким образом шихту перед подачей в печь выдерживают в течение 3-10 мин на колошнике.
На фиг. 1 изображена зависимость изменения веса от времени выдержки восстановителя.
Исследования проводились при температуре 600, 800, 1000оС. Подобную температуру шихты на колошнике можно достичь в течение 3-10 мин. Этому времени соответствует максимум газовыделения. Увеличение времени выдержки шихты на колошнике до 15 мин приводит к снижению газовыделения за счет уплотнения блоков углерода и снижения доступной поверхности восстановителя. Таким образом, время выдержки шихты, а также влажность восстановительной смеси в предлагаемом способе - необходимое и достаточное условие для осуществления способа, а совокупность ранее известных и вновь выявленных признаков позволяет за счет увеличения реакционной способности восстановителя повысить извлечение кремния в готовый продукт и снизить удельный расход электроэнергии.
П р и м е р о с у щ е с т в л е н и я с п о- с о б а. Испытания предлагаемого способа проводились на крупнолабораторной двухэлектродной электропечи с проводящей подиной мощностью 200 кВА на стандартной подине. Перед смешением с кремнеземом была определена влажность восстановительной смеси, равная 12% . Далее были подготовлены опытные образцы восстановительной смеси с содержанием влаги 22, 25, 35, 40, 42 мас. % . Со всеми образцами восстановительной смеси была подготовлена шихта, подобная по составу шихте ИркАЗа: древесный уголь, нефтяной кокс, каменный угол, древесная щепа и кварцит Банического и Антоновского месторождений. Во время плавки шихту вручную загружали на поверхность колошника, имеющую Т = 1000оС, где она проходила термическую обработку в течение 4 мин. В течение этого времени предыдущая порция шихты проваливалась внутрь печи, а термически обработанная порция шихты подгребалась к электроду. По мере схода шихты осуществлялась загрузка на колошник свежей порции шихты и далее операции повторялись.
В табл. 2 приведены технико-экономические показатели выплавки кремния при различном содержании влаги в восстановительной смеси.
Как видно из табл. 2, при влажности 25-40% увеличивается извлечение кремния в готовый продукт на 3,7-4,8% и снижается удельный расход электроэнергии на 140-250 кВт˙ ч/т. Верхний и нижний пределы влажности обусловлены снижением извлечения кремния в готовый продукт и повышением удельного расхода электроэнергии.
По данным, приведенным в табл. 3, верхний временной предел обусловлен снижением извлечения кремния в готовый продукт, которое связано с невозможностью достаточного прогрева восстановителя. Нижний временной предел обусловлен также снижением извлечения кремния, которое объясняется угаром восстановителя.
Предлагаемый способ позволит повысить извлечение кремния в готовый продукт примерно на 4-4,5% и снизить расход электроэнергии примерно на 200-250 квт·ч/т.
Claims (1)
- СПОСОБ ВЫПЛАВКИ КРЕМНИЯ, включающий смешение кремнезема и восстановительной смеси, загрузку полученной шихты на колошник рудно-термической печи с последующей подачей ее в печь и плавку шихты, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени извлечения кремния и снижения энергозатрат на проведение способа, восстановительную смесь берут с влажностью 25 - 40% мас. и шихту выдерживают на колошнике в течение 3 - 10 мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4941518 RU2013370C1 (ru) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Способ выплавки кремния |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4941518 RU2013370C1 (ru) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Способ выплавки кремния |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013370C1 true RU2013370C1 (ru) | 1994-05-30 |
Family
ID=21577308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4941518 RU2013370C1 (ru) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Способ выплавки кремния |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2013370C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2651032C1 (ru) * | 2017-10-19 | 2018-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Шихта для получения технического кремния |
-
1991
- 1991-06-03 RU SU4941518 patent/RU2013370C1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2651032C1 (ru) * | 2017-10-19 | 2018-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Шихта для получения технического кремния |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2143410C1 (ru) | Способ производства стеклокерамической плитки из использованной футеровки тиглей для выплавки алюминия (варианты) и стеклокерамическая плитка | |
KR100327034B1 (ko) | 환원철펠렛의제조방법 | |
RU2484145C2 (ru) | Способ производства гранулированного железа | |
Turkova et al. | CO reactivity and porosity of manganese materials | |
KR100291250B1 (ko) | 전기제강소먼지환원방법및장치 | |
RU2013370C1 (ru) | Способ выплавки кремния | |
US3335094A (en) | Agglomerated carbonaceous phosphate furnace charge of high electrical resistance | |
WO2008002114A1 (fr) | Procédé de transformation de matériaux contenant du plomb | |
US3547623A (en) | Method of recovering iron oxide from fume containing zinc and/or lead and sulfur and iron oxide particles | |
JP6954481B2 (ja) | 加炭材およびそれを用いた加炭方法 | |
US3074806A (en) | Dolomitic refractory | |
RU2154680C1 (ru) | Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке | |
US4082542A (en) | Copper precipitate agglomerization process | |
US4171281A (en) | Graphitization and reducing charge | |
SU908867A1 (ru) | Способ дефосфорации карбонатных марганцевых концентратов | |
JPS62283847A (ja) | 反応性に優れた精錬剤用の生石灰の製造方法 | |
RU2771888C1 (ru) | Способ выплавки стали из металлолома в дуговой электропечи | |
SU905302A1 (ru) | Способ получени окатышей дл выплавки марганцевых ферросплавов | |
US2230337A (en) | Method of removing phosphorus from ores | |
JP2000119722A (ja) | 還元鉄ペレットの製造方法 | |
RU2352524C1 (ru) | Способ получения технического кремния | |
RU1806165C (ru) | Способ получени комплексного углеродистого восстановител | |
JP2001288477A (ja) | 高炉用高反応性コークスの製造方法 | |
RU2251586C2 (ru) | Способ получения ферросиликоалюминия в рудно-термической печи | |
SU1321765A1 (ru) | Восстановительна смесь дл выплавки ферросплавов |