SU1080740A3 - Способ получени частиц кремнезема с покрытием из углерода дл производства кремни или карбида кремни в электропечи - Google Patents

Abstract

1 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧАСТИЦ КРЕМНЕЗЕМА С ПОКРЫТИЕМ ИЗ УГЛЕРОДА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КРЕМНИЯ ИЛИ КАРБИД КРЕМНИЯ В ЭЛЕКТРОПЕЧИ, включаю-р щйй подачу кремнезема и углеводоро1 (:(:вН|; н « « и 1 Х Л |С«Л« |fJM SUM дов в кип щий слой при повышенной температуре, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества продукта за счет создаин  на частицах кремнезема, сплсшной углеводородной оболочки, обладающей повышенной прочностью сцеплени  с кремнеземом, в качестве углеводород Я используют т желую нефт ную фракцию или каменноугольную смолу, или каменноугольный пек в жидком виде с температурой 2.50с, кип щий слой используют при. 50Ь-700 С и полученныёчастицы кремнезема с покрытиемиз. углерода при 600-800 С отвод т из нижней части кип щего сло , причем частицы, покрыг тие которых содержит углерод в количестве , меньшем стехиометрического, смешивают с исходным кремнеземом и рециркулируют в кип щий слой.

Description

2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что кип щий слой

создают и поддерживают подачей противотокогч .вод ного пара и инертного газа .

1

Изобретение относитс  к сырью дл производства кремни  или карбида кремни  в электропечи, в частности способу получени  частиц кремнезема с покрытием из углерода дл  производства кремни  и/или карбида кремни  в электропечи.

Известен способ получени  частиц кремнезема с покрытием из углерода дл  производства кремни  или карбида кремни  в электропечи, который заключаетс  в том, что кремнезем смешивают с мелкозернистым носителем углерода, в частности углем, причем кремнезем и углерод примен ют в стехиометрическом соотношении., необходимом дл  производства кремни  или карбида кремни , или углерод примен ют в избытке Cl)

Недостаток известного способа заключаетс  в том, что выход высокочистого кремни  или карбида кремни  из полученного сырь  не  вл етс  удовлетворительным. Кроме того, расход электроэнергии, необходимой дл  производства кремни  и карбида кремни ,  вл етс  относительно высоким.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ получени  частиц с покрытием из углерода дл  производства кремни  или карбида о кремни  в электропечи, включающий подачу кремнезема и углеводородов в кип щий слой при 800-1150С СЗ..

Однако известный способ характеризуетс  недостаточно высоким качесвом продукта (часть частиц не имеют сплошного покрыти  и прочность сцеплени  покрыти  с частицами  вл етс  недостаточной).

Целью изобретени   вл етс  повышение качества продукта за счет создани  на частицах кремнезема сплошной углеводородной оболочки, обладающей повышенной прочностью .сцеплени  с кремнеземом.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  частиц кремнезема с покрытием из углерода дл  получени  кремни  или карбида кремни  в электропечи, включающему подачу кремнезема и углеводородов в кип щий слой при повышенной температуре, в качестве углеводородов используют т желую нефт ную фракцию или кгменноугольну смолу, или каменноугольный пек в

жидком виде с температурой 250с, кип щий слой и :пользуют при 500-700° и полученные частихда кремнезема с покрытием из углерода при бО0-8ОО°С отвод т из нижней части кип щего сло , причем частицы, покрытие которых содержит углерод в количестве , меньшем стехиомёфрического, смешивают с исходным кремнеземом и рециркулируют в кип щий слой.

Кип щий слой создают и поддерживают подачей противотоком вод ного пара и инертного газа.

На чертеже представлена установка дл  осуществлени  предлагаемого способа .

В реактор 1 по трубопроводу 2 вдувают кремнезем с температурой 600-800°С. При помощи вод ного пара и инертного газа, подаваемых раздельно по трубопроводам 3, 4, создаетс  и поддерживаетс  кип щий слой 5 с температурой 500-700°С. В кип щий .слой 5 при помощи сопла ввод т жидкие углеводороды с температурой 250С, которые подают по трубопрюводу б. При этом углеводороды крекингом нанос тс  на частицы кип щего сло  с образованием покрыти  масл ного кокса. Частицы с покрытием из углерода отвод т из нижней части кип щего сло  по трубопроводу 7. При этом те из отводикйлх с температурой 600-800С частиц, которые имеют .покрытие, содержащее углерод в количестве , меньшем стехиометрического, подают в подогреватель В на смешивание с исходным кремнеземом, подаваемым по трубопроводу 9. Продукты со стехиометрическим углеродным покрытием отвод т по трубопроводу 10. Из верхней части реактора 1 по трубопроводу 11 отвод т газообразные или способные к конденсации углеводороды.

Пример 1. В кип щий слой 10 т/ч кварцевого песка, имеющий температуру 500-700с, подают 40 т/ч жидкой т желой нефт ной фракции или жидкой каменноугольной смолы или жидкого каменноугольного пека, имеющих температуру . Слой флюидизйруют при помощи вод ного пара, подаваемого в количестве 10 т/ч. Получаемые частицы с покрытием из углерода, имеющие температуру 600800 С, отвод т из нижней части

кип щего сло , причем часть частиц (16 т/ч) подают на ПРОИЗВОДСТВО кремни  и карбида кремни  в электропечи а остальные частицы, имеющие покрытие с содержанием углерода, меньшим стехиометрического; вместе с сырьем подают на подогрев до температуры бОО-вОО С.

Продукты примен ют дл  производства кремни  или карбида кремни  в электропечи при 1700-1900°С или 1900-2200 С. При этом получают 95-97% кремни  или карбида кремни  при расходе электроэнергии, равном 10-10,2 КВТ-ч на кг продукта.

Пример 2. Продукт по примеру 1 (1 кг) исследуют на сплошное образование на нем углеродной оболочки путем микроскопии и на прочность сцеплени  оболочки с кремнеземом определени  процента зерен, :50% поверхности которых свободны от углеродной оболочки,после обработки в смесительном барабане,работающем ico скоростью вращени  100 об/мин и на половину наполненном продуктом.При этом устанавливают,что 90% зерен покрыты сплошной углеродной оболочкой, причем у 10% зерен 50% поверхности сдрбодн| от углеродной оболочки. I : П р и м е р 3 (сравнительный). ;Цовтор ют пример 1 с той разницей, что процесс провод т

а)при 350-450°С с использованием жидкой т желой нефт ной фракции

с температурой (опит i);

б)при 750-800°С с использованием жидкой т желой нефт ной фрации с

температурой 250с (опыт ji );

в)при ЭОО-ИБО С с использованием газообразных углеводородов

(опыт (Н ).. ,

Качество продуктов опытов i- ffi исследуют описанным в примере 2 образом.

При этом устанавливают следующий процент зерен, покрытых сплошной оболочкой:

55% в случае опыта I (ниже предлагаемого температурного предела); 90% в случае опыта П(выше предлагаемого температурнЬго предела);

65% в случае опыта § (согласно прототипу).

Кроме того, устанавливают следующий процент зерен, 50% поверхности которых свободны от углеродной оболочки:

40% в случае опыта 1 , 10% в случае .опыта У , 25% в случае опыта ш . Сравнение данных примеров 2, 3 свидетельствует о Достижении цели изобретени .:

Claims (2)

1* СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧАСТИЦ КРЕМНЕЗЕМА С ПОКРЫТИЕМ ИЗ УГЛЕРОДА дов в кипящий слой при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения качества продукта за счет создания на частицах кремнезема, сплошной углеводородной оболочки, обладающей повышенной прочностью сцепления с кремнеземом, в качестве углеводородов используют тяжелую нефтяную фракцию или каменноугольную смолу, или каменноугольный пек в жидком виде с температурой 250°С, кипящий слой используют при. 500-700^вС и получен'ные'частицы кремнезема с покрытием¹ из- углерода при 600-800°С отводят из нижней части кипящего слоя, причем частицы, покрыт· тие которых содержит углерод в коли, SU.. 1080740 А .1080740

2. Способ по π. 1, о т л и ч а- ' соэдаютиподдерживаютподачейпротивою щ и й с я тем, что кипящий слой током.водяного пара и инертного газа.