本发明属于金属硅冶炼领域,特别涉及一种金属硅及其生产工艺。
背景技术:
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传统的金属硅的生产方法是利用木炭作为还原剂将硅石还原成硅,木炭的比电阻高,化学活性高,杂质少,是较好的一种金属硅冶炼还原剂,但是木炭资源非常有限,烧制木炭必然消耗大量森林资源,对环境的影响很大。
兰炭作为新型的炭素材料,有固定炭高,比电阻高、化学活性高,含灰分低,铝低、磷低的特性。
由于金属硅中对铁、铝、钙等杂质的要求非常严格,怎样有效除去金属硅中的杂质含量成为冶金行业解决的重要难题。
技术实现要素:
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本发明克服了现有技术中的缺点,提供了一种金属硅及其生产工艺,本发明生产的金属硅杂质含量低、纯度高,生产工艺简单。
生产金属硅所需要的原料为硅石20%-25%、兰炭5%-7%、水洗煤10%-12%、石英砂37%-38%、石灰石15%-16%、萤石5%-10%。
生产的金属硅的各物质的质量百分含量为硅96%-98%、铝1%-1.2%、铁1.5%-1.8%、钙0.1%-0.3%。
金属硅的生产工艺为:
①矿热炉通电升温,将矿热炉升温至800℃-1000℃;
②矿热炉加热升温至1100℃-1500℃,通过斗式提升机将硅石、兰碳、水洗煤加入矿热炉中煅烧熔融;
③硅石被还原,将矿热炉中的熔融液体转移至铁水包;
④向铁水包中加入萤石、石灰石、石英砂,用于除去液体水中的铝、钙和铁;
⑤铁水包底部不断通入空气,使得加入的萤石、石灰石、石英砂和熔融液体均匀反应;
⑥将铁水包中的液体倒入模具中,定模,制成成品金属硅。
⑦冷却30分钟至60分钟后,除去铁水包中的沉淀。
本发明生产工艺简单,生产的金属硅杂质含量低、纯度高;本发明中利用兰炭、水洗煤代替了传统生产金属硅中的木炭、焦炭,降低了成品中的杂质含量,节约能源,本发明中添加萤石、石灰石、石英砂等添加剂降低了成品中的铝、铁、钙等,提高了金属硅的纯度,生产成本低、能耗低、效率高。
具体实施方式:
本发明提供了一种金属硅及其生产工艺。
生产金属硅所需要的原料为硅石20%-25%、兰炭5%-7%、水洗煤10%-12%、石英砂37%-38%、石灰石15%-16%、萤石5%-10%。
生产的金属硅的各物质的质量百分含量为硅96%-98%、铝1%-1.2%、铁1.5%-1.8%、钙0.1%-0.3%。
金属硅的生产工艺为:
①矿热炉通电升温,将矿热炉升温至800℃-1000℃;
②矿热炉加热升温至1100℃-1500℃,通过斗式提升机将硅石、兰碳、水洗煤加入矿热炉中煅烧熔融;
③硅石被还原,将矿热炉中的熔融液体转移至铁水包;
④向铁水包中加入萤石、石灰石、石英砂,用于除去液体水中的铝、钙和铁;
⑤铁水包底部不断通入空气,使得加入的萤石、石灰石、石英砂和熔融液体均匀反应;
⑥将铁水包中的液体倒入模具中,定模,制成成品金属硅。
⑦冷却30分钟至60分钟后,除去铁水包中的沉淀。
实施例一:
①矿热炉通电升温,将矿热炉升温至900℃;
②矿热炉加热升温至1100℃,通过斗式提升机将硅石200kg、兰碳50kg、水洗煤90kg加入矿热炉中煅烧熔融;
③硅石被还原,将矿热炉中的熔融液体转移至铁水包;
④向铁水包中加入萤石40kg、石灰石120kg、石英砂300kg,用于除去液体水中的铝、钙和铁;
⑤铁水包底部不断通入空气,使得加入的萤石、石灰石、石英砂和熔融液体均匀反应;
⑥将铁水包中的液体倒入模具中,定模,制成成品金属硅。
⑦冷却30分钟至60分钟后,除去铁水包中的沉淀;其中金属硅中的各物质的质量百分含量为硅96%、铝1%、铁1.5%、钙0.1%。
实施例二:
①矿热炉通电升温,将矿热炉升温至1000℃;
②矿热炉加热升温至1500℃,通过斗式提升机将硅石160kg、兰碳40kg、水洗煤80kg加入矿热炉中煅烧熔融;
③硅石被还原,将矿热炉中的熔融液体转移至铁水包;
④向铁水包中加入萤石50kg、石灰石120kg、石英砂296kg,用于除去液体水中的铝、钙和铁;
⑤铁水包底部不断通入空气,使得加入的萤石、石灰石、石英砂和熔融液体均匀反应;
⑥将铁水包中的液体倒入模具中,定模,制成成品金属硅。
⑦冷却30分钟至60分钟后,除去铁水包中的沉淀;其中金属硅中的各物质的质量百分含量为硅97%、铝1.2%、铁1.8%、钙0.3%。