RU2638464C1 - Способ получения брикетов для производства кремния восстановительной плавкой - Google Patents
Способ получения брикетов для производства кремния восстановительной плавкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2638464C1 RU2638464C1 RU2016150355A RU2016150355A RU2638464C1 RU 2638464 C1 RU2638464 C1 RU 2638464C1 RU 2016150355 A RU2016150355 A RU 2016150355A RU 2016150355 A RU2016150355 A RU 2016150355A RU 2638464 C1 RU2638464 C1 RU 2638464C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- briquettes
- mixture
- mpa
- minutes
- silicon
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C01B33/025—Preparation by reduction of silica or free silica-containing material with carbon or a solid carbonaceous material, i.e. carbo-thermal process
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения брикетов для производства кремния, включающему смешивание кремнеземсодержащего и углеродсодержащего сырья с получением смеси и брикетирование смеси. Полученную смесь смешивают с мелассой, при этом в качестве кремнеземсодержащего сырья используют микросилику, а в качестве углеродсодержащего сырья - сланцевую и древесную пыль, причем брикетирование смеси ведут путем прессования при давлении от 100 до 110 МПа с последующим отжигом полученных брикетов при температуре от 200 до 250°С в течение от 45 до 60 мин. Обеспечивается высокая механическая прочность и повышенная пористость брикетов. 1 табл., 4 пр.
Description
Изобретение относится к области производства кремния, в частности к получению кремния восстановительной плавкой из кварцитсодержащих материалов.
Известен способ получения кремния (авторское свидетельство СССР №1518300, опубл. 30.10.1989 г.), включающий загрузку мелкодисперсных отходов кремния в тигель рудно-термической печи после прекращения подачи основной шихты, при этом снижают мощность печи в 1,5 раза от первоначального значения.
Недостатком данного способа является пыление при загрузке шихты и значительные потери мелкодисперсных отходов кремния и восстановителей в виде уноса из печи газовым потоком.
Известны шихта для производства кремния и способ приготовления формованного материала для производства кремния (патент РФ №2151738, опубл. 27.06.2000 г.), включающий смешение мелкодисперсного кремнеземсодержащего материала с углеродсодержащим восстановителем и щелочным связующим, формование и сушку, в качестве кремнеземсодержащего материала используют пыль электрофильтров газоочистки производства кремния, восстановитель - нефтяной кокс, которые формуют в материал крупностью от 6 до 50 мм и сушат до влажности от 6 до 8%.
Недостатком данного технического решения является образование внутренних полостей в брикете, которые возникают при формовании из-за неравномерного распределения мелких частиц в объеме матрицы.
Известен способ подготовки шихты для выплавки кремния (патент РФ №2042721, опубл. 27.08.1995 г.), включающий смешивание компонентов в стехиометрическом соотношении и окускование в присутствии связующего. При этом окускование проводят при температуре от 50 до 200°C, перед окускованием добавляют в смесь элементарный кремний крупностью 0,01 мм, а в качестве связующего применяют жидкое стекло.
Недостатками данного технического решения является низкая пористость получаемого брикета и большое содержание внутренней влаги из-за использования жидкого стекла.
Известна брикетированная смесь для получения кремния и способ ее приготовления (патент РФ №2528666, опубл. 27.05.2014 г.), включающий сушку углеродсодержащего сырья растительного происхождения (шелуха овса) до влажности от 8 до 12% и измельчение до крупности не более 3 мм. Затем формованный материал смешивают до образования однородной массы с кремнеземосодержащим сырьем (микросиликой), далее проводят прессование смеси в экструдере методом жесткого формирования в системе. Процесс спекания брикетирующей смеси осуществляют традиционным способом при температуре от 170 до 220°C и давлении от 80 до 90 МПа. 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 от 450°С до 520°С.
Недостатками данного технического решения являются многостадийность и сложность технологической схемы. Использование недостаточного давления в экструдере приводит к осыпанию граней брикетов.
Известна брикетированная смесь для получения технического кремния и способ ее приготовления (патент РФ №2036144 опубл. 27.05.1995), принятый за прототип, включающий смешение кремнеземсодержащего сырья кварцевого песка и лигнина, их брикетирование. На смешение дополнительно подают нефтяной кокс, который предварительно измельчают до крупности 3 мм, гидролизный лигнин обезвоживают до влажности от 12 до 15% и брикетирование производят под давлением от 80 до 95 МПа.
Недостатками данного технического решения являются многостадийность и сложность технологической схемы. А также применение низкого диапазона давления при прессовании, при котором полученные брикеты не достигают прочности, необходимой для транспортировки, хранения и применения брикетов без осыпания боковых граней.
Техническим результатом является получение высокопрочных брикетов с повышенным содержанием микросилики и однородными размерами пор.
Технический результат достигается тем, что полученную смесь смешивают с мелассой, при этом в качестве кремнеземсодержащего сырья используют микросилику, а в качестве углеродсодержащего сырья - сланцевую и древесную пыль, причем брикетирование смеси ведут путем прессования при давлении от 100 до 110 МПа с последующим отжигом полученных брикетов при температуре от 200 до 250°С в течение от 45 до 60 мин.
Способ осуществляется следующим образом. При перемешивании порошков в смеситель добавляется меласса, побочный продукт сахарного производства; применение мелассы обеспечивает удовлетворительное перемешивание порошков, а также исключает оседание порошков на выходе из пуансона (при прессовании).
Предлагаемый диапазон значений давления прессования от 100 до 110 МПа позволяет обеспечить наибольшую площадь контакта между порошками, сформировать прочную связь между микросиликой и углеродсодержащим восстановителем. Диапазон давления прессования выбирается из условий достижения заданной пористости и прочности, необходимой для транспортировки, хранения и применения брикетов без разрушения боковых граней. При использовании значений давлений более 110 МПа получаются переуплотненные брикеты с низкой пористостью, что в дальнейшем приводит к снижению восстановления кремния. При использовании значений давлений менее 100 МПа снижается прочность брикетов, что приводит к разрушению боковых граней при транспортировке и хранении.
Отжиг брикетов проводят при температуре от 200 до 250°С в течение от 45 до 60 мин, данная операция проводится с целью повышения прочности брикетов при одновременном развитии пор за счет удалении влаги. При температуре более 250°С понижается пористость брикетов за счет проплавления смеси, использование температуры менее 200°С приводит к увеличению времени удаления влаги из брикета.
На первом этапе производится смешивание до однородной массы порошков кремнеземсодержащего сырья - микросилики и углеродсодержащего сырья - сланцевой и древесной пыли, при смешивании в смеситель добавляется меласса. После перемешивания прессуются брикеты цилиндрической формы. После прессования полученные кремниевые брикеты загружают в печь и проводят отжиг при температуре от 200 до 250°С в течение от 45 до 60 мин. По окончании процесса отжига брикеты охлаждают до комнатной температуры.
Полученные брикеты вводят в качестве сырьевой добавки к основной шихте при восстановительной плавке кремнеземсодержащих материалов в дуговых или электротермических печах.
Способ поясняется следующими примерами.
Пример 1. 60 г сланцевой пыли смешивают с 60 г древесной пыли и 150 г микросилики и перемешивают в течение 10 мин, затем вводят 0,05 л мелассы и продолжают перемешивание в течение 25 мин до получения однородного состава, полученную смесь прессуют при давлении 90 МПа и проводят отжиг полученных брикетов при температуре 150°С в течение 30 мин. Полученные брикеты имеют недостаточную механическую прочность 15,2 МПа (Таблица 1).
Пример 2. 75 г сланцевой пыли смешивают с 60 г древесной пыли и 135 г микросилики и перемешивают в течение 15 мин, затем вводят 0,06 л мелассы и продолжают перемешивание в течение 20 мин до получения однородного состава, полученную смесь прессуют при давлении 100 МПа и проводят отжиг полученных брикетов при температуре 200°С в течение 45 мин. Полученные брикеты имеют необходимую механическую прочность 19,4 МПа и пористость (Таблица 1).
Пример 3. 65 г сланцевой пыли смешивают с 60 г древесной пыли и 145 г микросилики и перемешивают в течение 15 мин, затем вводят 0,04 л мелассы и продолжают перемешивание в течение 30 мин до получения однородного состава, полученную смесь прессуют при давлении 110 МПа и проводят отжиг полученных брикетов при температуре 250°С в течение 60 мин. Полученные брикеты имеют необходимую механическую прочность 20,1 МПа и пористость (Таблица 1).
Пример 4. 60 г сланцевой пыли смешивают с 60 г древесной пыли и 150 г микросилики и перемешивают в течение 10 мин, затем вводят 0,05 л мелассы и продолжают перемешивание в течение 25 мин до получения однородного состава, полученную смесь прессуют при давлении 120 МПа и проводят отжиг полученных брикетов при температуре 300°С в течение 30 мин. Полученные брикеты имеют достаточную механическую прочность 24,6 МПа, но низкую пористость (Таблица 1).
Преимуществами брикетов, полученных новым способом, является высокая механическая прочность и повышенная пористость, что позволяет их использовать в качестве сырьевой добавки к основной шихте при производстве кремния.
Claims (1)
- Способ получения брикетов для производства кремния, включающий смешивание кремнеземсодержащего и углеродсодержащего сырья с получением смеси и брикетирование смеси, отличающийся тем, что полученную смесь смешивают с мелассой, при этом в качестве кремнеземсодержащего сырья используют микросилику, а в качестве углеродсодержащего сырья - сланцевую и древесную пыль, причем брикетирование смеси ведут путем прессования при давлении от 100 до 110 МПа с последующим отжигом полученных брикетов при температуре от 200 до 250°С в течение от 45 до 60 мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016150355A RU2638464C1 (ru) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Способ получения брикетов для производства кремния восстановительной плавкой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016150355A RU2638464C1 (ru) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Способ получения брикетов для производства кремния восстановительной плавкой |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2638464C1 true RU2638464C1 (ru) | 2017-12-13 |
Family
ID=60718599
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016150355A RU2638464C1 (ru) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Способ получения брикетов для производства кремния восстановительной плавкой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2638464C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1335351A (en) * | 1969-11-19 | 1973-10-24 | Union Carbide Corp | Production of silicon |
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 |
RU2042721C1 (ru) * | 1992-10-06 | 1995-08-27 | Александр Евгеньевич Черных | Способ подготовки шихты для выплавки кремния |
RU2528666C2 (ru) * | 2012-11-16 | 2014-09-20 | Закрытое акционерное общество "Группа компании "Титан" | Брикетированная смесь для получения кремния и способ ее приготовления |
CN104140102A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-11-12 | 中国科学院过程工程研究所 | 用于制备炼硅废弃物含碳球团的粘结剂及球团的制备方法 |
-
2016
- 2016-12-20 RU RU2016150355A patent/RU2638464C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1335351A (en) * | 1969-11-19 | 1973-10-24 | Union Carbide Corp | Production of silicon |
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 |
RU2042721C1 (ru) * | 1992-10-06 | 1995-08-27 | Александр Евгеньевич Черных | Способ подготовки шихты для выплавки кремния |
RU2528666C2 (ru) * | 2012-11-16 | 2014-09-20 | Закрытое акционерное общество "Группа компании "Титан" | Брикетированная смесь для получения кремния и способ ее приготовления |
CN104140102A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-11-12 | 中国科学院过程工程研究所 | 用于制备炼硅废弃物含碳球团的粘结剂及球团的制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6676821B2 (ja) | バインダを含まない石炭系成形活性炭の製造方法 | |
CN102161586B (zh) | 一种粒度可控的碳化硼陶瓷粉体的制备方法 | |
RU2577266C2 (ru) | Гранулирование и кальцинирование зеленого кокса | |
RU2528666C2 (ru) | Брикетированная смесь для получения кремния и способ ее приготовления | |
KR20130056992A (ko) | 실리콘 웨이퍼 폐슬러지의 처리방법 및 그 방법으로 제조된 Fe-Si-SiC 브리켓 | |
RU2011106941A (ru) | Способ получения марганцевых окатышей из некальцинированной марганцевой руды и агломерат, полученный данным способом | |
RU2669940C1 (ru) | Способ брикетирования углеродных восстановителей | |
JP6273166B2 (ja) | 炭素材料の製造方法 | |
JP2014136818A (ja) | 高炉用非焼成含炭塊成鉱の製造方法 | |
KR101311958B1 (ko) | 탄재 내장 펠렛의 제조방법 | |
RU2638464C1 (ru) | Способ получения брикетов для производства кремния восстановительной плавкой | |
RU2713143C1 (ru) | Углеродистый восстановитель для производства технического кремния и способ его получения | |
RU2473672C1 (ru) | Способ получения брикетного топлива | |
CN103011854A (zh) | 一种等静压粘土石墨坩埚原料处理方法 | |
US1517819A (en) | Method of producing carbon electrodes and the product thereof | |
RU2643534C1 (ru) | Брикет для получения кремния восстановительной плавкой | |
RU2462521C2 (ru) | Шихта для получения брикетов для доменного и ваграночного производства чугуна | |
KR101311954B1 (ko) | 탄재 내장 괴성광의 제조방법 | |
RU2717758C1 (ru) | Способ получения гранулированного металлического железа | |
JP6323835B2 (ja) | ブリケット及びその製造方法 | |
RU2703084C1 (ru) | Способ получения технического кремния | |
CN113056542A (zh) | 用于煤细粉聚集的方法 | |
US1561322A (en) | Manufacture of fuel briquettes | |
KR101953453B1 (ko) | 탄화규소 슬러지를 이용한 브리켓 및 이의 제조 방법 | |
RU2796955C2 (ru) | Брикетированная шихта для выплавки кремния технического |