回收利用晶體硅切割廢粉料冶煉硅鉻合金的生產方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高效回收晶體硅切割廢粉料進行無害化、資源化綜合利用的技術，具體地說是一種回收利用晶體硅切割廢粉料冶煉硅鉻合金的生產方法，它屬于太陽能光伏行業(yè)環(huán)保治理和冶金行業(yè)節(jié)能減排資源綜合利用工程的技術領域。
【背景技術】
[0002]在全球性能源結構不斷優(yōu)化調整進程中，最具綠色清潔能源特性的太陽能光伏產業(yè)倍受關注并得到了快速發(fā)展，目前，太陽能光伏行業(yè)對晶體硅產品(包括多晶硅和單晶硅)的需求數(shù)量日益增大，客觀上有力地促進了我國晶體硅切片行業(yè)不斷擴大生產規(guī)模并提高切割技術水平。在現(xiàn)行晶體硅切片行業(yè)中普遍采用的是“線切割”切片新工藝，它是由機器導輪帶動鋼絲線高速運轉將以聚乙二醇為主要成份的切割液和碳化硅微粉混合的砂漿送到切割區(qū)對晶體硅錠進行切割來完成切片作業(yè)?？陀^地說，這種新型切片技術對提高晶片的收獲率有一定作用，但是，在切割作業(yè)過程中仍會有大量的硅粉末(約占晶體硅錠重量的20%—40%)掉入切割液中，當硅粉末數(shù)量逐漸增多后就會影響切割性能而成為含硅砂漿廢料被排棄，這種砂漿廢料會對生態(tài)環(huán)境造成巨大污染。據(jù)檢測:在排棄的切割砂漿廢料中含有約30%的高純單質硅、約35%的碳化硅、約20%的聚乙二醇和水以及少量的鐵氧化物。切片企業(yè)對砂漿廢料提取聚乙二醇后剩余的大量尾粉料長期以來都是隨意堆放廢棄于周邊場地，大量的尾粉料不斷堆積形成的“粉堆山”已成為嚴重威脅環(huán)境安全的粉塵污染源，已被當?shù)丨h(huán)保部門列為重點監(jiān)測的高危污染點。據(jù)檢測分析:尾粉料中主要是硅粉末廢料和部分碳化硅及鋼絲線消耗的鐵氧化物混合物，它是以高純硅和碳化硅為主要成分且具有高載能、強還原特性的硅資源。而這種尾粉料對于冶金行業(yè)冶煉生產硅鉻合金來說卻是一種巨大的硅資源原料寶庫，我們知道，在現(xiàn)行火法冶煉硅鉻合金工藝中，無論是采用鉻礦為原料的一步法還是采用高碳鉻鐵為原料的二步法，它都是以焦炭為還原劑對原料中的鉻和鐵的氧化物進行還原反應;或以焦炭還原硅石中的二氧化硅得到單質硅，同時以硅石與高碳鉻鐵中的碳反應去碳后最終制得硅鉻合金產品。怎樣大批量規(guī)?；馗咝Щ厥绽们衅袠I(yè)堆積廢棄的尾粉料中的硅資源來用作冶煉硅鉻合金的原料?這對徹底解決晶體硅切片行業(yè)尾粉料堆放污染問題和對冶金行業(yè)節(jié)能減排降低硅鉻合金生產成本都具有顯著的社會環(huán)保效應和重大的經濟效益，這正是本發(fā)明所要解決的一個技術課題。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的旨在提出一種回收利用晶體硅切割廢粉料冶煉硅鉻合金的生產方法，它能有效解決晶體硅切片行業(yè)因大量尾粉料積壓堆放造成的環(huán)境污染問題，又能為冶煉硅鉻合金開發(fā)了一個巨大的硅資源原料寶庫并探索出一個冶煉硅鉻合金的新的生產方法。
[0004]本發(fā)明的目的是通過“用晶體硅切割廢粉料替代焦炭一步法還原鉻礦原料”的技術方案來實現(xiàn): 一種回收利用晶體硅切割廢粉料冶煉硅鉻合金的生產方法，其特征在于:它依次按以下步驟進行，
①計量配料:按下述重量份配比計量稱取物料，
鉻礦原料I份，
晶體硅切割廢粉料 0.35—0.90份。
[0005]上述“鉻礦原料”是指符合冶煉硅鉻合金工藝入爐技術指標的一種或多種鉻礦混合物；
上述“晶體硅切割廢粉料”是指對多晶硅、單晶硅切片作業(yè)所產生的切割砂漿廢料進行回收得到的硅粉末廢料。
[0006]②入爐冶煉:將按重量份配比計量稱取的物料輸入鐵合金冶煉礦熱爐內，按冶煉硅鉻合金要求的操作規(guī)程進行冶煉作業(yè)。
[0007]③出鐵澆鑄:對冶煉合格的液態(tài)鐵合金進行扒除爐渣作業(yè)后，將鐵水澆注于錠模內，待冷卻后進行精整作業(yè)去除夾帶爐渣，即可制得硅鉻合金產品。
[0008]為更好地實現(xiàn)本發(fā)明的目的，在“計量配料”的步驟中，它是按下述優(yōu)化的重量份配比計量稱取物料:
鉻礦原料I份，
晶體硅切割廢粉料 0.65—0.85份。
[0009]更進一步地說，在“計量配料”的步驟中，它是按下述進一步優(yōu)化的重量份配比計量稱取物料:
鉻礦原料I份，
晶體硅切割廢粉料0.75份。
[0010]本發(fā)明的目的也可以通過“用晶體硅切割廢粉料部分替代焦炭一步法還原鉻礦原料”的技術方案來實現(xiàn):
一種回收利用晶體硅切割廢粉料冶煉硅鉻合金的生產方法，其特征在于:它依次按以下步驟進行，
①計量配料:按下述重量份配比計量稱取物料，
鉻礦原料I份，
晶體硅切割廢粉料 0.35—0.90份，
焦炭0.05—0.40份，
硅石0.05—0.30份。
[0011]上述“鉻礦原料”是指符合冶煉硅鉻合金工藝入爐技術指標的一種或多種鉻礦混合物；
上述“晶體硅切割廢粉料”是指對多晶硅、單晶硅切片作業(yè)所產生的切割砂漿廢料進行回收得到的硅粉末廢料。
[0012]②入爐冶煉:將按重量份配比計量稱取的物料輸入鐵合金冶煉爐內，按冶煉硅鉻合金要求的操作規(guī)程進行冶煉作業(yè)。
[0013]③出鐵澆鑄:對冶煉合格的液態(tài)鐵合金進行扒除爐渣作業(yè)后，將鐵水澆注于錠模內，待冷卻后進行精整作業(yè)去除夾帶爐渣，即可制得硅鉻合金產品。
[0014]為更好地實現(xiàn)本發(fā)明的目的，在“計量配料”的步驟中，它是按下述優(yōu)化的重量份配比計量稱取物料:
鉻礦原料I份，
晶體硅切割廢粉料 0.45—0.55份，
焦炭0.10—0.30 份，
硅石0.05—0.20份。
[0015]更進一步地說，在“計量配料”的步驟中，它是按下述進一步優(yōu)化的重量份配比計量稱取物料:
鉻礦原料I份，
晶體硅切割廢粉料0.50份，
焦炭0.20份，
娃石0.10份。
[0016]本發(fā)明的目的還可以通過“用晶體硅切割廢粉料部分替代焦炭二步法還原高碳鉻鐵”的技術方案來實現(xiàn):
一種回收利用晶體硅切割廢粉料冶煉硅鉻合金的生產方法，其特征在于:它依次按以下步驟進行，
①計量配料:按下述重量份配比計量稱取物料，
高碳鉻鐵原料I份，
晶體硅切割廢粉料 0.30—1.30份，
焦炭0.10—0.80 份，
硅石0.50—1.80份，
鋼肩0.02—0.15 份，
上述“高碳鉻鐵原料”是指符合冶煉硅鉻合金工藝入爐技術指標的一種或多種高碳鉻鐵的混合物；
上述“晶體硅切割廢粉料”是指對多晶硅、單晶硅切片作業(yè)所產生的切割砂漿廢料進行回收得到的硅粉末廢料。
[0017]②入爐冶煉:將按重量份配比計量稱取的物料輸入鐵合金冶煉爐內，按冶煉硅鉻合金要求的操作規(guī)程進行冶煉作業(yè)。
[0018]③出鐵澆鑄:對冶煉合格的液態(tài)鐵合金進行扒除爐渣作業(yè)后，將鐵水澆注于錠模內，待冷卻后進行精整作業(yè)去除夾帶爐渣，即可制得硅鉻合金產品。
[0019]為更好地實現(xiàn)本發(fā)明的目的，在“計量配料”的步驟中，它是按下述優(yōu)化的重量份配比計量稱取物料:
高碳鉻鐵原料I份，
晶體硅切割廢粉料 0.50—0.90份，
焦炭0.30—0.60份，
娃石0.50—1.50份，
鋼肩0.05—0.10 份。
[0020]更進一步地說，在“計量配料”的步驟中，它是按下述進一步優(yōu)化的重量份配比計量稱取物料:
高碳鉻鐵原料I份， 晶體硅切割廢粉料0.70份，
焦炭0.40份，
娃石1.00份，
鋼肩0.08份。
[0021 ]為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明的目的，在“計量配料”與“入爐冶煉”之間還有“粉料壓球”的步驟，所述的“粉料壓球”是將計量稱取的晶體硅切割廢粉料放入攪拌機內，按晶體硅切割廢粉料重量的5% —15%稱取水泥放入攪拌機內，再按晶體硅切割廢粉料重量