SU1730035A1 - Способ получени карбида кремни - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к получению карбида кремни  и может быть использовано в металлургической и электротехнической промышленности. Изобретение описывает способ получени  карбида кремни , включающий приготовление шихты из мелкозернистого буроугольного полукокса и аморфной ультрадисперсной пыли сухой газоочистки производства ферросилици  при их массовом соотношении 0,55 - 0,60, гранулирование полученной шихты в присутствии 15-25 мае. % св зующего.в качестве которого используют водный раствор концентрата лигносульфонатов или жидкого стекла при концентрации последних в растворе 5-50 мас.%. Гранулированную шихту подвергают термообработке в электропечах. Изобретение позвол ет увеличить скорость процесса карбохимического восстановлени  в 4-5 раз по сравнению с известным способом, что составл ет 1 ч, и повысить выход карбида кремни  79 - 86%. К достоинствам изобретени  относитс  также снижение себестоимости целевого продукта за счет использовани  дешевого сырь . 2 табл. (Л

Description

Изобретение относитс  к производству тугоплавких соединений, а именно к получению карбида кремни , примен емого в металлургической, электротехнической отрасл х промышленности.

Известен способ получени  карбида кремни , согласно которому в качестве крем- неземсодержащего материала используют кремнистоуглеродистый сланец, выдержку при высокой температуре производ т в течение 5 ч. Выход готового продукта более 80%.

Недостатками данного способа  вл ютс  высока  стоимость компонентов шихты, особенно нефт ного кокса, больша  длительность синтеза вследствие невысокой

однородности смеси, крупность компонентов которой достигает 3 мм, и низка  газопроницаемость шихты.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ получени  карбида кремни  путем термообработки гранулированной реакционной шихты в электропечах, при этом сначала гранулируют кварцевый песок, затем на гранулы нанос т слой углеродсодержащего материала . Полученна  шихта имеет хорошую газопроницаемость и обеспечивает, следовательно, стабильность процесса.

Однако сохран етс  высока  стоимость компонентов шихты и больша  длительность процесса, однородность смеси невы со о о со ел

сока вследствие высокой крупности компонентов и послойного их накатывани  при гранул ции.

Цель изобретени  - ускорение процесса термообработки и снижение стоимости целевого продукта.

Поставленна  цель достигаетс  тем.что согласно способу получени  карбида кремни , заключающемус  в смешении тонкодисперсных углеродсодержащих и кремнеземистых материалов, их гранул ции и нагреве до высоких температур, в качестве кремнеземсодер- жащего материала используют отходы производства ферросилици  - аморфную ультрадисперсную пыль сухих газоочисток, а в качестве углеродсодержащего средства пылевидный высокоактивный буроугольный полукокс. Компоненты шихты берут при отношении , близком к стехиометрическому Сакт/5Ю2 0,55 - 0,60, тщательно переме- шивают и гранулируют в присутствии 15- 25% св зующего - водного раствора жидкого стекла или концентрата лигносуль- фонатов при концентрации последних в растворе 5-50%.

Получаема  шихта высокооднородна, а гранулирование позвол ет обеспечить хорошее уплотнение материала и высокую газопроницаемость шихты.

При отношении компонентов менее 0,55 или более 0,60 часть одного из компонентов шихты остаетс  непрореагировавшей .

Количество св зующего, подаваемого на окомкование, существенным образом определ ют процесс гранул ции. При содержании св зки менее 15% сближение частичек пыли затруднено и уплотнение гранул недостаточно. При избытке же (более 25%) происходит слипание гранул, а при значительном переувлажнении - образование сплошной пастообразной массы.

При уменьшении концентрации жидкого стекла или лигносульфонатов в водном растворе прочность и плотность высушен- ных гранул уменьшаютс . Это приводит к тому, что при содержании растворенного вещества в св зующем ниже 5% термическа  стойкость гранул при нагреве заметно снижаетс , что приводит к ухудшению газо- проницаемости сло  шихты.

Увеличение концентрации растворенных веществ (жидкого стекла или концентрата лигносульфонатов) в св зующем, подаваемом на окомкование, вызывает уве личение в зкости жидкости. В зка  жидкость неравномерно смачивает комкуемую смесь, что приводит к неоднородности структуры гранул. Как показали исследовани , последнее становитс  особенно заметным при содержании растворенного вещества в воде 50%.

Вли ние количества св зующего на свойства гранул, приведено в табл.1,

П р и м е р. 1 кг ферросплавной пыли смешивают с 550 - 600 г буроугольного полукокса и тщательно перемешивают в роликовом смесителе. Смесь помещают в тарельчатый окомкователь и гранулируют при добавлении 15-25% св зующего. Хорошие уплотнение, упрочнение и однородность гранул получаютс  при использовании в качестве св зующего водных растворов, содержащих 5-50% жидкого стекла или концентрата лигносульфонатов, После окомковани  полученные гранулы просушивают при 110-150°С в течение 2 ч. Типичными  вл ютс  свойства гранул, полученных с использованием водного раствора лигносульфонатов с концентрацией 25% растворенного вещества. Средний размер 10-20 мм, прочность на раздавливание 140-180 Н/гранулу, кажуща с  плотность 1,22 г/см3.

Окомкование по предлагаемому осуществл ют при 17% св зующего.

Полученную высушенную гранулированную шихту прокаливают в электрической трубчатой печи при 1800°С 1 ч. Столь малого , в сравнении с прототипом времени оказалось достаточно, чтобы получить выход готового карбида каремни  79-86% по массе . Прокалка шихты более 1 ч не приводит к увеличению выхода готового продукта.

Причиной повышени  производительности процесса. вл етс  высока  дисперсность и реакционна  способность предлагаемых компонентов шихты, а также уплотнение материалов при гранул ции. Высока  дисперсность обеспечивает высокую однородность смеси и чрезвычайно большие поверхности взаимодействи , а уплотнение в грануле способствует их сближению.

Данные характеризующие предлагаемый и известный способы, приведены в табл.2,

Изобретение позвол ет повысить скорость проведени  карбохимического восстановлени  в 4-5 раз и вести его в течение 1 ч при выходе карбида кремни  79-86%. В качестве компонентов шихты используют имеющие низкую стоимость отходы производства ферросплавов и продукт термической переработки бурого угл  - пылевидный полукокс.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  карбида кремни , включающий приготовление шихты из углерод- и кремнеземсодержащего материала, ее гранулирование и последующую термообработку полученных гранул, отличающ и и с   тем, что, с целью ускорени  процесса термообработки и снижени  стоимости целевого продукта, в качестве углеродсодержащего материала берут мелкозернистый буроугольный полукокс, а в качестве кремнеземсодержащего материала аморфную ультрадисперсную пыль сухой

   газоочистки производства ферросилици  при массовом отношении указанных компонентов 0,55-0,6 и гранулирвоание ведут в присутствии 15-25 мас.% св зующего- водного раствора концентрата лигносульфона- тов или жидкого стекла с концентрацией 5-50 мас.%.

   1 ч.

   Примечание. Отношение сухих компонентов шихты С/8Ю2 равно 0,55, врем  синтеза

   Таблица 1

   Та бл и ц а 2