本发明涉及冶金领域，且特别涉及一种用碳化硅冶炼硅铁的方法。
背景技术：
硅铁在炼钢工业、铸造工业、皮江发炼镁及其它工业生产中被广泛应用。
目前硅铁是以焦炭、钢屑、硅石为原料，在电弧炉中冶炼制成的。生产一吨硅铁，需要消耗1.7～1.8吨硅石，0.9吨焦炭，0.2吨钢屑，50千克电极，8400～9000KWh电能。还产生大量二氧化硫和硅微粉等废气和粉尘。
这种工艺不仅投资成本高，而且能耗高、污染大、工人操作环境恶劣。
研究低能耗、低成本、无污染、生产作业轻松的新冶炼工艺，具有显著的环境和社会效益。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用碳化硅冶炼硅铁的方法。
本发明的另一目的在于提供一种硅铁的冶炼方法，以替代当用焦炭冶炼硅铁的方法。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提供一种用碳化硅冶炼硅铁的方法，由碳化硅和氧化铁在800～2800℃的温度下冶炼制得，以铁、金属硅或二氧化硅调节硅铁中的硅含量。
本发明实施例的有益效果是：
本硅铁冶炼方法具有低成本、低能耗、小投资、无污染、作业环境轻松等优点。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的用碳化硅冶炼硅铁的方法进行具体说明。
一种用碳化硅冶炼硅铁的方法，由碳化硅和氧化铁按照质量比为1：0.1～5混合后在800～2800℃的温度下冶炼制得，以铁、金属硅或二氧化硅调节硅铁中的硅含量。
作为优选，碳化硅、二氧化硅和氧化铁的质量比为1:(0.1～3)：(0.1～3)。进一步优选，碳化硅、二氧化硅和氧化铁的质量比为1:(0.2～1)：(0.2～1)。更进一步优选，碳化硅、二氧化硅和氧化铁的质量比为1:(0.4～0.6)：(0.3～0.5)。
本硅铁冶炼的碳化硅原料可以由以下方法得到：来自碳化硅冶炼厂；来自碳化硅破碎或磨粉厂；从光伏硅片切割废砂浆中回收的废碳化硅；碳化硅粉碎水选沉池中回收的碳化硅沉泥；碳化硅单晶片加工过程中产生的废碳化硅；碳化硅陶瓷制品产生的废旧、报废碳化硅；碳化硅冶炼时产生的含焦炭的碳化硅。可以理解，碳化硅原料的选取不仅限于本说明书所列举的方式，只要保证主要成分是碳化硅即可。
本硅铁冶炼的氧化铁原料可以由以下方法得到：铁矿石；废炉渣；铁锈；含氢氧化铁的废泥；清洗铁器产生的含铁废泥。可以理解，无论采用以上任意一种方式制备氧化铁原料，只要保证主要成分是含铁的化合物即可。
一种用碳化硅冶炼硅铁的方法：
将碳化硅和氧化铁按照质量比为1：0.1～5混合后在800～2800℃的温度下冶炼制得，以铁、金属硅或二氧化硅调节硅铁中的硅含量。可以采用矿热炉，也可用中频炉、高频炉、电阻炉等，只要能达到冶炼温度即可。
主反应：
3SiC+Fe2O3＝3Si+2Fe+3CO；理论电耗1011KWh/t(Fe2Si3)；
3SiC+2Fe2O3＝3Si+4Fe+3CO2；理论电耗622KWh/t(Fe4Si3)；
硅调节反应：
2SiC+SiO2＝3Si+2CO，理论电耗2766KWh/t(Si)；
SiO+SiC＝2Si+CO，理论电耗313KWh/t(Si)
75硅铁(含硅75％的硅铁)冶炼反应：
9SiC+Fe2O3+3SiO2＝12Si+2Fe+9CO，理论电耗1998KWh/t(75硅铁)，实际电耗2000～3000KWh/t(75硅铁)
以焦炭、硅石和钢屑冶炼硅铁的主要反应：
C+SiO2＝Si+2CO，理论电耗6843KWh/t(Si)。实际电耗约8400～9000KWh/t(75硅铁)
75硅铁(含硅75％的硅铁)冶炼工艺比较
综上，用碳化硅冶炼硅铁的方法具有低成本、低能耗、小投资、无污染等优点。本冶炼方法工艺简单、成本低廉和质量较好，在硅铁市场上有极大的推广价值，符合国家目前大力提倡的循环经济，具有显著的环境效益和社会效益。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
取10t碳化硅、5吨石英砂和0.45吨氧化铁为原料。混匀后加入中频炉，在1600℃下冶炼2小时，出炉冷却后得到12吨含硅75％的硅铁，电耗2500KWh/t，中频炉继续冶炼。
实施例2
取10t碳化硅和14吨氧化铁为原料。混匀后加入中频炉，在1800℃下冶炼2小时，出炉冷却后得到16吨含硅45％的硅铁，电耗1500KWh/t，中频炉继续冶炼。
实施例3
取10t晶硅切割回收废碳化硅、5t工业硅厂的废微硅粉和0.5t铁矿石粉为原料。混匀后加入中频炉，在1500℃下冶炼5小时，出炉冷却后得到12吨含硅80％的硅铁，电耗2200KWh/t，中频炉继续冶炼。
实施例4
取12t碳化硅磨粉厂水选沉池的碳化硅池泥、5t硅铁冶炼厂的废微硅粉和0.5t铁矿石粉为原料。混匀后压成球，分批加入中频炉，中频炉上部做个加料口，侧下方做个出料口。在1800℃下冶炼10小时，边加料边出料，共得12吨含硅75％的硅铁，电耗2200KWh/t。
实施例5
取10t报废的碳化硅坩埚，破碎成1～3厘米的颗粒，5t工业硅厂的废微硅粉和0.5t铁矿石粉为原料。混匀后加入中频炉，在1700℃下冶炼5小时，出炉冷却后得到12吨含硅78％的硅铁，电耗2300KWh/t，中频炉继续冶炼。
实施例6
取10t报废的碳化硅舟、碳化硅砖等废旧碳化硅，破碎成1～3毫米的颗粒；5t废旧石英坩埚板，破碎成1～3毫米的颗粒；0.5t铁矿石粉为原料。混匀后加入中频炉，在1800℃下冶炼5小时，出炉冷却后得到12吨含硅75％的硅铁，电耗2800KWh/t，中频炉继续冶炼。
实施例7
取15t碳化硅冶炼厂产生的废碳化硅和焦炭的混合物，破碎成1～3厘米的颗粒；7t废旧石英坩埚板，破碎成1～3厘米的颗粒；0.5t铁矿石为原料。混匀后加入电弧炉，在2200℃下冶炼5小时，出炉冷却后得到12吨含硅83％的硅铁，电耗3000KWh/t，电弧炉继续冶炼。
综上所述，本发明实施例的用碳化硅冶炼硅铁的方法工艺简单、能耗低、成本低廉，在硅铁市场上有极大的推广价值，符合国家目前大力提倡的循环经济，具有显著的环境效益和社会效益。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。