RU2528666C2 - Брикетированная смесь для получения кремния и способ ее приготовления - Google Patents
Брикетированная смесь для получения кремния и способ ее приготовления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2528666C2 RU2528666C2 RU2012148849/05A RU2012148849A RU2528666C2 RU 2528666 C2 RU2528666 C2 RU 2528666C2 RU 2012148849/05 A RU2012148849/05 A RU 2012148849/05A RU 2012148849 A RU2012148849 A RU 2012148849A RU 2528666 C2 RU2528666 C2 RU 2528666C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon
- production
- mixture
- briquettes
- briquetted
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к химической промышленности. Брикетированная смесь содержит микросилику не более 20% в качестве кремнесодержащего сырья и отходы зерновой и/или деревообрабатывающей промышленности в качестве углеродсодержащего сырья растительного происхождения. Изобретение позволяет повысить качество получаемого кремния, брикеты из которого обладают повышенными механическими свойствами. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области производства кремния восстановительной плавкой кремнеземсодержащих материалов в дуговых печах.
Известно техническое решение «Шихта для производства кремния и способ приготовления формованного материала для производства кремния» [Патент №2151738 от 27.06.2000], направленное на переработку кремния, сущность которого заключается в шихте для производства кремния и способе получения одного из ее компонентов, при этом шихта для производства кремния включает кварцит, древесную щепу, нефтяной кокс, древесный уголь, мелкодисперсный кремнезем и щелочное связующее, содержит мелкодисперсный кремнезем в виде пыли электрофильтров газоочистки производства кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%: кварцит 35-45; древесная щепа 19-26; нефтяной кокс 11-15; древесный уголь 7-10; пыль электрофильтров газоочистки производства кремния 4,5-11; щелочное связующее 0,5-1,3, причем часть кремнезем-углеродсодержащей шихты представлена в виде предварительно сформованного материала в количестве 10-30% от массы шихты. Приготовление ее компонента - формованного материала включает смешение мелкодисперсного кремнеземсодержащего материала с углеродсодержащим восстановителем и щелочным связующим, формование и сушку, в качестве кремнеземсодержащего материала используют пыль электрофильтров газоочистки производства кремния, восстановителя - нефтяной кокс, на формование подают шихту следующего состава, мас.%: нефтяной кокс 55-70, пыль электрофильтров газоочистки производства кремния 25-50, щелочное связующее 3-5 и формуют материал крупностью 6-50 мм и сушат до влажности 6-8%, кроме того, на формование подают нефтекокс, содержащий фракцию не более 8 мм, в количестве не менее 70 мас.%, а на смешение подают 10-15%-ный водный раствор щелочи натрия.
Наиболее близким к предложенному техническому решению является «Брикетированная смесь для получения технического кремния и способ ее приготовления» [Патент №2036144 от 27.05.1995], в котором брикетированная смесь для получения технического кремния, включает в себя кремнеземсодержащее сырье кварцевый песок, лигнин и нефтяной кокс при следующем соотношении компонентов, мас.%: кварцевый песок 30-50; гидролизный лигнин 45-60; нефтяной кокс 5-10, а получают кремний по данному патенту в шихте, состоящей из кремнеземсодержащего сырья, например кварцевого песка, и лигнина. Компоненты шихты перемешивают и брикетируют. Получают брикетированную смесь смешением кремнеземсодержащего сырья кварцевого песка и лигнина, их брикетированием, причем на смешение подают нефтяной кокс, который предварительно измельчают до крупности 3 мм, а гидролизный лигнин обезвоживают до влажности 12-15% и брикетирование производят под давлением 80-95 МПа.
Однако в известных технических решениях из-за высокого содержания летучих компонентов в брикетах, полученных из брикетированной смеси, часть кремнийсодержащего сырья в виде тонкодисперсной фракции не участвует в технологическом процессе и уносится из шихты с дымовыми газами, что уменьшает реакционную способность углеродного восстановителя и снижает качество получаемого металлического кремния из рудного сырья.
Задачей изобретения является создание брикетированной смеси, способной повысить качество получаемого кремния, брикеты из которой обладают повышенными механическими свойствами.
Данный технический результат достигается тем, что брикетированная смесь для получения кремния включает в себя кремнесодержащее сырье микросилику в количестве не более 20% и углеродосодержащее сырье растительного происхождения, в качестве которого выступают отходы зерновой и/или деревообрабатывающей промышленности, что повышает качество получаемого кремния, увеличивает реакционную способность углеродного восстановителя, повышает производительность металлургических процессов восстановления кремния, удешевляет процесс его выплавки, а брикеты, полученные в процессе пиролиза из предложенной брикетированной смеси, представляют собой высокопрочный твердый микропористый высокоуглеродный продукт с равномерными по объему кремнеземсодержащими вкраплениями, что значительно повышает механические свойства брикетов и позволяет использовать полученные брикеты не только как компонент кусковой шихты, но и как самостоятельное сырье для производства металлургического кремния.
Приготовление брикетированной смеси для получения кремния включает смешение кремнеземсодержащего сырья (например, мелкодисперсный кремнезем в виде пыли электрофильтров газоочистки производства кремния) и углеродосодержащего вещества растительного происхождения отходов производств (например, шелуха овса, опилки, отходы деревообработки и т.д.), их брикетирование для получения кремнийорганических брикетов, которые подвергают термическому пиролизу в ретортах без доступа кислорода до полного выхода пирогазов из брикета. Полученные брикеты представляют собой высокопрочный твердый микропористый высокоуглеродный продукт с равномерными по объему кремнеземсодержащими вкраплениями, что значительно повышает механические свойства брикетов.
Перед брикетированием углеродосодержащее вещество растительного происхождения, в качестве которого используют шелуху овса, высушивают до влажности 8-12% и измельчают до крупности частиц не более 3 мм. Затем формованный материал смешивают до образования однородной массы с кремнеземосодержащим сырьем - отходами кремниевого производства или микропорошком оксида кремния (микросиликой), представляющим собой ультрадисперстный материал, состоящий из частиц сферической формы, получаемый в процессе газоочистки печей при производстве кремнийсодержащих сплавов, или микропыль электрофильтров.
Далее прессование брикетируемой смеси производят в экструдере методом жесткого формирования в системе граненых фильер с подачей брикетированной массы коническим вращающимся шнеком, создающим давление, достаточное для смешения сырья в твердую массу в виде непрерывного рукава без добавления связующих элементов.
В качестве связующего вещества шелухи, опилок или отходов деревообрабатывающей промышленности выступает лигнин, содержащийся в углеродосодержащем веществе растительного происхождения. Процесс спекания брикетирующей смеси осуществляют традиционным способом, например, при температуре 170-220°C и давлении 80-90 МПа.
Температуру прессования задают в зависимости от характеристик исходного растительного сырья, которая достигается как за счет принудительного подогрева зоны прессования, так и за счет самого процесса.
После прессования брикетированной массы полученные кремнийорганические брикеты нарезают на куски необходимых размеров и загружают их в реторту. Далее подвергают их пиролизу в ретортах без доступа кислорода при температуре свыше 450°C до 520°C.
В процессе пиролиза углеродосодержащего вещества растительного происхождения из него выделяются пирогазы (CO2, H2, CO, углеводороды, смолы и проч. летучие вещества), которые естественным образом отводятся в топку для сжигания с образованием тепла, необходимого для поддержания процесса пиролиза в реторте. О завершении процесса пиролиза судят по прекращению горения пирогазов.
По окончании процесса пиролиза брикеты охлаждают до температуры окружающей среды.
Результаты лабораторных испытаний кремнийорганических брикетов при разном содержании микросилики в сырых брикетах приведены в таблице:
Таблица | ||||||
Компонент смеси и ее содержание в сыром брикете до проведения пиролиза | Примеры | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
Содержание в % | ||||||
а) шелуха овса | 50 | 60 | 80 | 85 | 90 | 100 |
б) микросилика | 50 | 40 | 20 | 15 | 10 | 0 |
Механическая прочность брикета после пиролиза, в МПа | ||||||
9 | 12 | 20,5 | 23,8 | 25,6 | 27,1 | |
При массовой доле микросилики не более 20% брикеты после пиролиза имеют высокую механическую прочность, сравнимую с прочностью древесного угля (механическая прочность березового древесного угля находится в пределах 19,5 до 33,4 МПа), что позволяет их использование как высокореакционного восстановителя при производстве кремния.
Определение механической прочности брикетов после пиролиза проводили по ГОСТ 21289-75.
Экспериментальным путем было подтверждено, что брикетированная смесь для получения кремния, содержащая кремнесодержащее сырье, которым является микросилика, в количестве не более 20%, а углеродосодержащее вещество растительного происхождения, в качестве которого выступают отходы зерновой и/или деревообрабатывающей промышленности, повышает качество получаемого кремния, увеличивает реакционную способность углеродного восстановителя, повышает производительность металлургических процессов восстановления кремния и удешевляет процесс его выплавки, а брикеты, полученные в процессе пиролиза из предложенной брикетированной смеси, представляют собой высокопрочный твердый микропористый высокоуглеродный продукт с равномерными по объему кремнеземсодержащими вкраплениями, которые возможно использовать не только как компонент кусковой шихты, но и как самостоятельное сырье для производства металлургического кремния.
Основным преимуществом предложенного технического решения является сохранение природных богатств, т.к. в предложенном техническом решении используются только отходы производств: зернового производства, например из шелухи овса, деревообрабатывающей промышленности, например опилок, а также отходов, имеющих место в процессах получения металлургического кремния, например микросилики.
Claims (1)
- Брикетированная смесь для получения кремния, включающая кремнесодержащее сырье и углеродосодержащее сырье растительного происхождения, отличающаяся тем, что кремнесодержащим сырьем является микросилика в количестве не более 20%, а углеродосодержащее сырье имеет растительное происхождение, в качестве которого выступают отходы зерновой и/или деревообрабатывающей промышленности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012148849/05A RU2528666C2 (ru) | 2012-11-16 | 2012-11-16 | Брикетированная смесь для получения кремния и способ ее приготовления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012148849/05A RU2528666C2 (ru) | 2012-11-16 | 2012-11-16 | Брикетированная смесь для получения кремния и способ ее приготовления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012148849A RU2012148849A (ru) | 2014-05-27 |
RU2528666C2 true RU2528666C2 (ru) | 2014-09-20 |
Family
ID=50774961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012148849/05A RU2528666C2 (ru) | 2012-11-16 | 2012-11-16 | Брикетированная смесь для получения кремния и способ ее приготовления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2528666C2 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2638464C1 (ru) * | 2016-12-20 | 2017-12-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ получения брикетов для производства кремния восстановительной плавкой |
RU2643534C1 (ru) * | 2016-12-20 | 2018-02-02 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Брикет для получения кремния восстановительной плавкой |
EA030092B1 (ru) * | 2016-11-28 | 2018-06-29 | Товарищество С Ограниченной Ответственностью "Рентан" | Кокс высокоомный |
WO2019098890A1 (ru) | 2017-11-20 | 2019-05-23 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Объединенная Компания Русал Инженерно -Технологический Центр" | Способ получения восстановителя для производства технического кремния |
RU2713143C1 (ru) * | 2019-05-15 | 2020-02-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Углеродистый восстановитель для производства технического кремния и способ его получения |
US20220177315A1 (en) * | 2019-04-03 | 2022-06-09 | Wacker Chemie Ag | Process for producing silicon metal-containing agglomerates |
RU2796955C2 (ru) * | 2021-06-02 | 2023-05-29 | Акционерное общество "Регионстрой" | Брикетированная шихта для выплавки кремния технического |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO345717B1 (en) * | 2018-11-06 | 2021-06-28 | Elkem Materials | Carbon based raw material, method of producing said material and use thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2240341A (en) * | 1990-01-30 | 1991-07-31 | Fiba Compacta Ltd | Preparation of solid fuels |
RU2036144C1 (ru) * | 1992-03-09 | 1995-05-27 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Брикетированная смесь для получения технического кремния и способ ее приготовления |
RU2044028C1 (ru) * | 1992-06-22 | 1995-09-20 | Андреев Юрий Васильевич | Способ получения лигноугля и установка для получения лигноугля |
RU2151738C1 (ru) * | 1997-12-16 | 2000-06-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью фирма "Сплав" | Шихта для производства кремния и способ приготовления формованного материала для производства кремния |
RU116855U1 (ru) * | 2012-01-10 | 2012-06-10 | Сергей Васильевич Алейник | Установка для получения древесного угля |
-
2012
- 2012-11-16 RU RU2012148849/05A patent/RU2528666C2/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2240341A (en) * | 1990-01-30 | 1991-07-31 | Fiba Compacta Ltd | Preparation of solid fuels |
RU2036144C1 (ru) * | 1992-03-09 | 1995-05-27 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Брикетированная смесь для получения технического кремния и способ ее приготовления |
RU2044028C1 (ru) * | 1992-06-22 | 1995-09-20 | Андреев Юрий Васильевич | Способ получения лигноугля и установка для получения лигноугля |
RU2151738C1 (ru) * | 1997-12-16 | 2000-06-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью фирма "Сплав" | Шихта для производства кремния и способ приготовления формованного материала для производства кремния |
RU116855U1 (ru) * | 2012-01-10 | 2012-06-10 | Сергей Васильевич Алейник | Установка для получения древесного угля |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA030092B1 (ru) * | 2016-11-28 | 2018-06-29 | Товарищество С Ограниченной Ответственностью "Рентан" | Кокс высокоомный |
RU2638464C1 (ru) * | 2016-12-20 | 2017-12-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ получения брикетов для производства кремния восстановительной плавкой |
RU2643534C1 (ru) * | 2016-12-20 | 2018-02-02 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Брикет для получения кремния восстановительной плавкой |
WO2019098890A1 (ru) | 2017-11-20 | 2019-05-23 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Объединенная Компания Русал Инженерно -Технологический Центр" | Способ получения восстановителя для производства технического кремния |
US20220177315A1 (en) * | 2019-04-03 | 2022-06-09 | Wacker Chemie Ag | Process for producing silicon metal-containing agglomerates |
RU2713143C1 (ru) * | 2019-05-15 | 2020-02-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Углеродистый восстановитель для производства технического кремния и способ его получения |
RU2796955C2 (ru) * | 2021-06-02 | 2023-05-29 | Акционерное общество "Регионстрой" | Брикетированная шихта для выплавки кремния технического |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012148849A (ru) | 2014-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2528666C2 (ru) | Брикетированная смесь для получения кремния и способ ее приготовления | |
Adeleke et al. | Densification of coal fines and mildly torrefied biomass into composite fuel using different organic binders | |
KR101644785B1 (ko) | 미세한 미립자 철 캐리어의 괴상체 제조 방법 | |
RU2669940C1 (ru) | Способ брикетирования углеродных восстановителей | |
RU2264435C2 (ru) | Угольные брикеты для процесса восстановительного плавления и способ их получения | |
Wang et al. | A study on densification and CO2 gasification of biocarbon | |
AU2008250638B2 (en) | Method for producing formed pieces | |
US20230203607A1 (en) | Biomass Direct Reduced Iron | |
RU2713143C1 (ru) | Углеродистый восстановитель для производства технического кремния и способ его получения | |
CS204971B2 (en) | Process for manufacturing carbonaceous pellets | |
CN109768277B (zh) | 一种氧化石墨烯改性煤沥青粘结剂及其制备方法 | |
JP4267390B2 (ja) | 高炉用フェロコークスの製造方法 | |
JP2005053986A (ja) | 高炉用フェロコークスの製造方法 | |
RU2643534C1 (ru) | Брикет для получения кремния восстановительной плавкой | |
RU2462521C2 (ru) | Шихта для получения брикетов для доменного и ваграночного производства чугуна | |
RU2151738C1 (ru) | Шихта для производства кремния и способ приготовления формованного материала для производства кремния | |
RU2638464C1 (ru) | Способ получения брикетов для производства кремния восстановительной плавкой | |
CA1281907C (en) | Metallurgical composites and processes | |
JP4996103B2 (ja) | 炭材内装塊成化物の製造方法 | |
JP5880941B2 (ja) | 還元鉄の製造方法 | |
RU2796955C2 (ru) | Брикетированная шихта для выплавки кремния технического | |
BR102019009592B1 (pt) | processo de produção de briquetes de minério de ferro compreendendo rejeito de mineração | |
CN115612760B (zh) | 一种低灰分、高强度的铁焦及其制备方法 | |
CN115612761B (zh) | 一种低灰分、高强度的铁焦及其制备方法 | |
RU2703084C1 (ru) | Способ получения технического кремния |