SU1494861A3 - Способ получени кремни в низкошахтной электропечи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам получени  кремни  и позвол ет повысить его выход и снизить расход электроэнергии. Способ предусматривает получение кремни  в низкошахтной электропечи путем загрузки в печь брикетов из кварца и углерода и зернистого сырьевого кварца и двухстадийного нагревани  шихты. На первой стадии в верхней части печи двуокись кремни  брикетов подвергают взаимодействию с избыточным относительно реакции образовани  карбида кремни  количеством углерода, при этом первую стадию провод т при 1500-1600°С при избытке углерода в брикетах, равном 50-90 мас. %, а на второй стадии образовавшийс  на первой стадии карбид кремни  подвергают взаимодействию с сырьевым кварцем при 1800-2000°С.

Description

Изобретение относитс  к способам получени  кремни .

Целью изобретени   вл етс  повышение выхода продукта и снижение энергозатрат.

Способ осуществл ют следующим образом.

Л р и м е р 1. В низкошахтную электропечь производительностью 25 т/ч кремни , снабженную трем  электродами, загружают 50 т/ч брикетов , состо щих из 30% (15 т/ч) спекающегос  угл  с содержанием углерода 85%, 32%, (16 т/ч) петролейного кокса с содержанием углерода 90% и 38% (19 т/ч) кварцевого песка с содержанием двуокиси кремни  99,82 а также 37,45 т/ч кускового кварца.

При этом брикеты содержат углерод в избытке, равном 80 мас.%, в пересчете на реакцию Si02+3C SiC+2CO, котора  имеет место в верхней части печи, где шихту нагревают до 1500-1бОО С. В результате образовани  карбида кремни  исходным брикетам сообщаетс  подобна  губке структура , котора  поглощает восход щ из нижней части печи, где шихту нагревают до 1800-1900 С, газообразную моноокись кремни , так что она может вступать в реакцию с углеродом. При указанной температуре в нижней части печи имеют место реакции углерода с моноокисью и двуокисью кремни , а также реакци  карбида кремни  с двуокисью кремни . Образующуюс  моноСО 4

00

ОГ)

04

окись углерода отвод т из печи. Выход кремни  составл ет 95,4% при раходе электроэнергии, равном 10500 кВт ч/т кремни , и расходе электродов, равном 59 кг/т кремни .

Пример 2. Повтор ют пример 1 с той разницей, что в нижней част печи поддерживают температуру 1900- 2000 С. Выход кремни  составл ет 95,5% при расходе электроэнергии, равном 10510 кВт ч/т кремни , и расходе электродов, равном 59,1 кг/т кремни .

Пример 3. Повтор ют пример 1 с той разницей, что исйользуют бркеты , в которых спекающийс  уголь содержит 88,5% углерода, а петролей ный кокс - 96% углерода. При этом брикеты содержат углерод в избытке, равном 90 мас.%, в пересчете на реакцию SiO +3C SiC+2CO. Выход кремни  составл ет 95,65% при расходе электроэнергии, равном 10485 кВтч/т кремни , и расходе электродов, равном 58,8 кг/т кремни .

Пример 4. Повтор ют пример 1 с той разницей, что в печь загружают 45 т/ч брикетов, состо щих из 59,4% спекающегос  угл  с содержанием 85% углерода и 40,6% кварцевого песка с содержанием двуокиси кремни  99,8%, а также 38,15 т/ч кускового кварца. При этом брикеты содержат углерод в избытке 50 мас.% в пересчете на реакцию SiC+2CO.

Выход кремни  составл ет 92,8% при расходе электроэнергии, равном 10700 кВт.ч/т кремни  и расходе электродов, равном 62 кг/т кремни .

Пример 5 (сравнительный). Повтор ют пример 3 с той разницей, что исподьзуют брикеты, в которых спекающийс  уголь содержит 88,6% углерода, а петролейный кокс - 97% углерода. При этом брикеты содержат углерод в избытке, равном 91 мас.%, в пересчете на реакцию . Выход кремни  составл ет 95,6% при расходе электроэнергии, равном 10490 кВт.ч/т кремни , и расходе электродов, равном 58,9 кг/т кремни .

Сравнение результатов примеров 3 и 5 свидетельствует о том, что

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

превышение верхнего предела избытка углерода не приводит к дальнейшему повышению положительного эффекта, а наоборот, наблюдаетс  некоторое его снижение.

Пример 6 (сравнительный). Повтор ют пример 4 с той разницей, что в печь загружают 45 т/ч брикетов , состо щих из 57,2% спекающегос  угл  с содержанием углерода 85% и 42,8% кварцевого песка с содержанием двуокиси кремни  98,8%, а также 37,33 т/ч кускового кварца. При этом брикеты содержат углерод в избытке 45 мас.% в пересчете на реакцию SiO,.,+3C SiC+2CO. Выход кремни  составл ет 82,6% при расходе электроэнергии, равном 11500 кВт.ч/т кремни , и расходе электродов,равном 98 кг/т кремни .

Сравнение результатов примеров 4 и 6 свидетельствует о том, что при осуществлении процесса в верхней части печи в присутствии избытка углерода в брикетах, меньшего за вленного предела, положительный эффект практически не достигаетс .

По способу-прототипу выход кремни  составл ет 76,7% при более высоком (на 8-14%) расходе электроэнергии и электродов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  кремни  в низкошахтной электропечи, включающий за-- грузку в печь брикетов, содержащих кварц и избыток углерода, и зернистого сырьевого кварца с последующим двухстадийным нагревом щихты, причем на первой стадии двуокись кремни  брикетов подвергают взаимодействию с избытком углерода относительно реакции карбидообразовани , а на второй стадии образовавшийс  карбид кремни  подвергают взаимодействию с сырьевым кварцем при 1800-2000 С, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  выхода продукта и снижени  энергозатрат , первую стадию нагрева провод т при 1500-1600 С при избытке углерода в брикетах 50-90 мас.% в пересчете на реакцию карбидообразот вани .