一种含炭植硅体为硅源冶炼金属硅生产工艺的制作方法

本发明涉及冶炼工艺的，尤其是涉及一种含炭植硅体为硅源冶炼金属硅生产工艺。

背景技术：

1、金属硅(又称工业硅)是信息、新能源、新材料产业最基础的功能性材料，是硅产品产业链中的一个极为重要的上游产品，以其为基础衍生的工业产品，品种繁多，涉及的领域广泛，被誉为“魔术金属”“工业品精”。其主要应用为：1.用作冶炼铝材和钢材的添加剂，以改善其产品性能；2.用于合成各种有机硅材料，制得各种类型聚合物，进而加工成有机硅；3.生产提纯后生成电子级高纯金属硅和太阳能级高纯金属硅，用于生产各种电子器件，如晶体管、整流二极管、集成电路、电子计算机芯片和太阳能电池；4.用于制造半导体、硅陶瓷、碳化硅、氮化硅等新材料。

2、目前国内冶炼金属硅的硅源越来越少，自身杂质含量高，冶炼出的产品的品质较差，多为冶金级产品，不能满足光伏产业化学级金属硅的需求，故而如何开发新型矿种，作为金属硅硅源生产出化学级金属硅产品是金属硅行业工作者必须面对的研究课题。

技术实现思路

1、根据现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种含炭植硅体为硅源冶炼金属硅生产工艺,以解决上述技术背景中提出的问题。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种含炭植硅体为硅源冶炼金属硅生产工艺，包括以下步骤：

4、步骤1、采用植硅体硅矿处理得到的含碳植硅体sio2粉为原料，加入碳材料进行搅拌均匀得到混合粉体，其中，含炭植硅体sio2粉与碳材料的质量比为1.5-2：1；

5、步骤2、将步骤1所得到的混合粉体喷入聚乙烯醇胶水，干燥并压制成块状或球状物料；

6、步骤3、将步骤2所得块状或球状物料加入电炉中，用焦炭粉将空隙填满，进行冶炼，得到金属硅。

7、上述技术方案中，步骤1中，所述植硅体硅矿采用江西丰城发现的含炭植硅体sio2矿，经过筛200目，酸洗、除杂后得到含碳植硅体sio2粉，其中，sio2纯度为90-95％，c含量为5-10％，粒度为300nm-5μm。

8、上述技术方案中，所述步骤1中，碳材料为石油焦炭粉、石墨烯粉和乙炔碳粉的其中一种。

9、上述技术方案中，所述步骤2中聚乙烯醇胶水为聚乙烯醇和水以份数比为8：92混合制成。

10、上述技术方案中，在所述步骤3中，电炉为中小型石墨电极电解电炉或中频电炉。

11、上述技术方案中，在所述步骤3中，进行冶炼时，温度为1700-1950度，高温通电反应时间1h-3h后出炉。

12、综上所述，本发明包括以下有益技术效果：

13、本发明的一种含炭植硅体sio2粉冶炼金属硅的生产工艺，因含炭植硅体粉内部的炭材料具有导电性，在电解炉或中频炉中，自然形成电流回路，形成加热体，并直接与sio2发生原位反应，生成气态sio，本工艺中为压球或压块，无空间间隙，使得气态sio瞬速继续与炭反应形成si，通过该生产工艺，可以制备得到高品质的金属硅，缩短反应时间和降低合成温度，达到节能目的。

技术特征：

1.一种含炭植硅体为硅源冶炼金属硅生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种含炭植硅体为硅源冶炼金属硅生产工艺，其特征在于，步骤1中，所述植硅体硅矿采用江西丰城发现的含炭植硅体sio2矿，经过筛200目，酸洗、除杂后得到含碳植硅体sio2粉，其中，sio2纯度为90-95％，c含量为5-10％，粒度为300nm-5μm。

3.根据权利要求1所述的一种含炭植硅体为硅源冶炼金属硅生产工艺，其特征在于，所述步骤1中，碳材料为石油焦炭粉、石墨烯粉和乙炔碳粉的其中一种。

4.根据权利要求1所述的一种含炭植硅体为硅源冶炼金属硅生产工艺，其特征在于，所述步骤2中聚乙烯醇胶水为聚乙烯醇和水以份数比为8：92混合制成。

5.根据权利要求1所述的一种含炭植硅体为硅源冶炼金属硅生产工艺，其特征在于，在所述步骤3中，电炉为中小型石墨电极电解电炉或中频电炉。

6.根据权利要求1所述的一种含炭植硅体为硅源冶炼金属硅生产工艺，其特征在于：在所述步骤3中，进行冶炼时，温度为1700-1950度，高温通电反应时间1h-3h后出炉。

技术总结
本发明涉及一种含炭植硅体为硅源冶炼金属硅生产工艺，包括以下步骤：步骤1、采用植硅体硅矿处理得到的含碳植硅体S iO2粉为原料，加入碳材料进行搅拌均匀得到混合粉体，其中，含炭植硅体S iO2粉与碳材料的质量比为1.5‑2：1。本发明涉及冶炼工艺的技术领域。本发明因含炭植硅体粉内部的炭材料具有导电性，在电解炉或中频炉中，自然形成电流回路，形成加热体，并直接与S i O2发生原位反应，生成气态S iO，本工艺中为压球或压块，无空间间隙，使得气态S iO瞬速继续与炭反应形成Si，通过该生产工艺，可以制备得到高品质的金属硅，缩短反应时间和降低合成温度，达到节能目的。

技术研发人员：邓杰,王先广,刘军,王平,王春香,陈强,丁能文,李之锋,徐远,王紫毅,刘伟,廖思敏,朱创国
受保护的技术使用者：江西省矿产资源保障服务中心
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19