RU1791379C - Способ получени кремни - Google Patents
Способ получени кремниInfo
- Publication number
- RU1791379C RU1791379C SU904882625A SU4882625A RU1791379C RU 1791379 C RU1791379 C RU 1791379C SU 904882625 A SU904882625 A SU 904882625A SU 4882625 A SU4882625 A SU 4882625A RU 1791379 C RU1791379 C RU 1791379C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon
- brown coal
- mixture
- calcium
- coal
- Prior art date
Links
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 39
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 39
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 3
- 239000003077 lignite Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 7
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 abstract 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 abstract 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 16
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 3
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 1
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/02—Silicon
- C01B33/021—Preparation
- C01B33/023—Preparation by reduction of silica or free silica-containing material
- C01B33/025—Preparation by reduction of silica or free silica-containing material with carbon or a solid carbonaceous material, i.e. carbo-thermal process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Использование: дл получени высококачественных кремниевых порошков. Сущность изобретени : радиотермической плавке подвергают шихту, содержащую кремнеземсодержащее сырье и восстановительную смесь древесного, каменного, бурового углей, древесной щепы и нефт ного кокса, причем бурый уголь содержитс в смеси в количестве в пересчете на углерод 40-70 мас.%. 2табг.
Description
Изобретение относитс к производству кремк и руднотермическим восстановлением кремнезема, конкретнее к выплавке креме и специального состава дл последующего получени высококачественных кремкиевых порошков.
Ир известных наиболее близким по технической сущности вл етс за вка ФРГ N 3503097 кл. С 01 В 33/02, 1985 г, в соот- ветст ии которой дл получени кремни с повышенным содержанием кальци в шихту дл получени кремни в электродуговой печи, Содержащую соединени кремни и углерод ввод т вещества, содержащие кальций - известн к (СаСОз) или доломит СатМдп(СОз)р в количестве 1-10%.
Недостатками прототипа вл ютс высока себестоимость кремни , получаемого из традиционных шихт с добавками соединений; кальци ; необходимость организации специального тракта подачи в печь соединений кальци , что также увеличивает себестоимость кремни .
Целью изобретени вл етс снижение себестоимости кремни , предназначенного
дл последующего диспергировани и рафинировани .
Поставленна цель достигаетс тем, что дл производства кремни используют ИШ- ту, содержащую кремнезем и восстановительную смесь, содержащую 40-70% бурового угл в пересчете на нелетучий углерод .
Сущность изобретени сводитс в замене дорогосто щих и сравнительно чистых (содержащих сравнительно небольшое количество золы) традиционных восстановителей - древесного и каменного углей бурым углем, отличающимс достаточно высокой реакционной способностью, но не использовавшимс ранее в качестве восстановител из-за повышенного содержани золы (последнее обсто тельство не позвол ло получать кремний требуемого качества по ГОСТ 2169-69 традиционным способом).
Анализ характеристик бурых углей основных месторождений показывает, что эти угли содержат от 4 до 16% золы. Содержание окиси кальци в золе составл ет от 15 до 60%, причем содержание окиси кальци
ел
с
VI ю
со VJ ю
ь
в угл х, определ емое как произведение содержани золы в % на содержание окиси кальци в % , колеблетс в достаточно узких пределах 2,0-2,8%. Это облегчает дозировку бурого угл при составлении шихты дл выплавки кремни с заданным содержанием кальци . С учетом процессов ликвации, имеющих место при затвердении слитков кремни , степени усвоени кальци кремнием в процессе руднотермического восстановлени руды - 40-50%, содержание кальци в шихте должно составл ть не менее 25 кг на тонну кремни . Принима во внимание, что остальные компоненты шихты (кроме древесного угл ) внос т незначительное количество кальци (2-3 кг), основное количество кальци в шихту должно быть внесено бурым углем, Учитыва , что содержание кальци в буром угле составл ет 14-20 кг/т, дл обеспечени заданного количества кальци в кремнии, требуемого дл успешного ведени процесса кислотного диспертировани и рафинировани кремни , в шихту дл выплавки кремни необходимо ввести не менее 1 т бурого угл . Или, принима во внимание, что среднее содержание нелетучего углерода в буром угле составл ет 45%, а общее количество нелетучего углерода в восстановительной части шихты должно составл ть 1,4 т/т кремни , содержание бурого угл в восстановительной части шихты должно составл ть не менее 40% по нелетучему углероду .
Вследствие высокой активности в восстановительных процессах бурый уголь может быть использован взамен дорогосто щих древесного и газового углей, что приведет к соответствующему снижению себестоимости кремни .
Согласно данному изобретению восстановительна часть шихты содержит 3-25% бурого угл (или до 30% в пересчете на нелетучий углерод). Введение в состав шихты бурового угл осуществлен с целью повышени выхода кремни и снижени расхода электроэнергии. Полученный с использованием такой шихты кремний не позвол ет достичь требуемого Эффекта (качества и дисперсности кремни ) при последующей кислотной обработке. -,
В изобретении содержание бурого угл в восстановительной части шихты в пересчете на нелетучий углерод составл ет 40-70%. Целью изобретени вл етс снижение себестоимости кремни с повышенным содержанием кальци , предназначенного дл производства высококачественного порошка . Бурый уголь служит здесь источником кальци .
Пример реализации изобретени . Сравнительные испытани предлагаемого и прин того за прототип способа получени кремни проводили на опытно- 5 заводской двухэлектродной руднотермиче- ской печи мощностью 200 кВт. При испытании использовали следующие сырьевые материалы, мм:
Кварцит банического 0месторождени крупностью 10-60 Древесный уголь 10-70 Каменный уголь.марки Г 0-15 Древесна щепа
5 (рыхлитель)5-30 Нефт ной кокс марки КЗ-0 0-15 Бурый уголь 10-70 Известн к 5-50 Компоненты шихт смешивани в задан- 0 ных соотношени х и загружали в печь, В процессе плавки фиксировали электрические режимы работы печи, расход шихтовых материалов, количество выплавленного металла, состо ние колошника, расход 5 электроэнергии. Выпуск металла из печи осуществл ли каждые два часа. Полученный кремний анализировали на содержание кальци . Результаты плавок сведены в табл.1.
0Выплавка кремни из шихты по прототипу проходила с повышенным шлакообразованием . Расход электроэнергии составил 22 кВтч/кг.
В период плавки шихты, содержащей в 5 восстановительной части 40-70% бурого угл (в пересчете на нелетучий углерод) отклонений в режиме работы печи не наблюдалось , расход электроэнергии снизилс до 17-19 кВтч/кг.
0При выплавке кремни из шихты, содержащей в восстановительной части 75% бурого угл (в пересчете на нелетучий углерод ) колошник сильно спекалс , расход электроэнергии повысилс до 24 кВтч/кг, 5 возросли потери кремни .
Образцы выплавленного кремни обрабатывали 10% сол ной кислотой при 100°С. Полученные порошки рассе ли с выделением целевой фракции - 1,25+0,063 мм. Как 0 видно из табл.1, кремний, выплавленный из шихты, восстановительна часть которой содержит 40-70% бурого угл (в пересчете на нелетучий углерод), распадаетс с образованием порошка, 92-95% которого вл - 5 етс целевой фракцией. Выход целевой фракции после кислотной обработки кремни , выплавленного из шихты, восстановительна часть которой содержит 35% бурого угл ( в пересчете на нелетучий углерод) составл ет 60%.
По данным химического анализа образцы до кислотной обработки содержат в среднем 0,85-0,9% кальци . Вследствие процесса ликвации, слиток кремни неоднороден по химическому составу. В от- дельных его част х содержание кальци можЈт быть значительно ниже среднего значени , что и вл етс причиной низкого выхода фракции - 1,25 мм, При выплавке кремни из шихты, восстановительна част( которой содержит 75% бурого угл (в пересчете на нелетучий углерод) выход целевой фракции 88%. 12% продукта-нетоварна фракци - 0,063 мм. Дополнительные исследовани показали, что увеличение со- держани кальци в кремнии приводит к повышению количества мелких фракций в кремни .
Замена в шихте дл выплавки кремни древесного и каменного углей на бурый уголь: позвол ет значительно снизить себестоимость кремни . В табл.2 приведен расчет сырьевой составл ющей себестоимости дл шихты по прототипу и шихт, содержащих 0% и 70% бурого угл (в пересчете на нелетучий углерод). Как видно из табл.2, снижение сырьевой составл ющей себестоимости кремни достигает 102.53 руб/т и 161,40 руб/т соответственно.
Дополнительным эффектом от реализации данного изобретени вл етс существенное сокращение вырубки лесов.
В существующих шихтах на 1 т кремни расходуетс 0,6-1,4 т древесного угл . Дл получени 1 т древесного угл сжигаетс 7-8 м древесины.
Введение бурого угл в количестве 40- 70% от нелетучего углерода восстановительной части шихты позвол ет значительно снизить или практически полностью вывески из состава шихты древесный уголь.
Claims (1)
- Формула изобретени Способ получени кремни , включающий руднотермическую плавку шихты, содержащей кремнеземсодержащее сырье и восстановительную смесь древесного каменного , бурого углей, древесной щепы и нефт ного кокса, отличающийс тем, что, с целью снижени себестоимости продукта , используют восстановительную смесь, содержащую бурый уголь в количестве в пересчете на углерод 40-70мас.% от количества восстановительной смеси.Таблица 1Таблица 2
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904882625A RU1791379C (ru) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | Способ получени кремни |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904882625A RU1791379C (ru) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | Способ получени кремни |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1791379C true RU1791379C (ru) | 1993-01-30 |
Family
ID=21545316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904882625A RU1791379C (ru) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | Способ получени кремни |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1791379C (ru) |
-
1990
- 1990-11-16 RU SU904882625A patent/RU1791379C/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| За вка DE № 3503097, кл. С01 В 33/02, 1985/ * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3637464A (en) | Upgrading coking coals and coke production | |
| CA1252278A (en) | Process for the production of silicon or ferrosilicon in an electric low shaft furnace, and rawmaterial mouldings suitable for the process | |
| IE51422B1 (en) | Preparation of silicon from quartz and carbon | |
| AU2008312639B2 (en) | Ore reduction process using carbon based materials having a low sulfur content and titanium oxide and iron metallization product therefrom | |
| US3920446A (en) | Methods of treating silicious materials to form silicon carbide for use in refining ferrous material | |
| JPS6225743B2 (ru) | ||
| CN1071205A (zh) | 碳热还原氟碳铈矿制取稀土硅铁合金的工艺 | |
| US4481031A (en) | Manufacture of aluminium-silicon alloys | |
| RU1791379C (ru) | Способ получени кремни | |
| US4576637A (en) | Process for preparing silicon-base complex ferrous alloys | |
| JPH026815B2 (ru) | ||
| RU2713143C1 (ru) | Углеродистый восстановитель для производства технического кремния и способ его получения | |
| EP0633232A1 (en) | Fused zirconia refractory materials, method for producing the same and refractory products | |
| RU2151738C1 (ru) | Шихта для производства кремния и способ приготовления формованного материала для производства кремния | |
| SU1309915A3 (ru) | Способ получени алюмини | |
| US2184318A (en) | Process for simultaneous production of alumina cement and pig iron in blast furnaces | |
| SU1535825A1 (ru) | Способ получени кремни | |
| JPS63130698A (ja) | 石炭灰用融点降下剤 | |
| Raymond et al. | High purity composite briquette for direct UMG-Si production in arc furnaces | |
| US4072512A (en) | Charge for manufacturing aluminium-silicon alloys | |
| RU2129093C1 (ru) | Способ получения карбида кальция | |
| KR100206495B1 (ko) | 타르슬러지의 고형화 방법 및 고형화된 타르슬러지를 이용한 코크스 제조방법 | |
| US2266816A (en) | Manufacture of high grade iron and steel | |
| US2232242A (en) | Method of producing fluorsparbearing metallurgical flux | |
| RU2071939C1 (ru) | Шихта для производства кристаллического кремния |