專利名稱：精煉硅生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到精煉硅生產(chǎn)工藝，屬于有色金屬冶煉提純凈化處理技術(shù)領(lǐng)域。
目前國內(nèi)工業(yè)硅生產(chǎn)工藝，通常采用傳統(tǒng)的粗放通氯氣精煉方法。這種精煉方法在實(shí)際應(yīng)用中，由于氯氣有毒，污染環(huán)境，容易造成爆炸事故，對人生、財(cái)產(chǎn)造成重大損失；另方面除了具有操作不方便外，所形成的渣又不易與硅熔體分離，使硅液的純凈度難于提高，因而所形成的渣中含有相當(dāng)多的數(shù)量的硅，造成硅數(shù)量損失，因而產(chǎn)品單位消耗及成本增加；更主要的是目前我國生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的A級工業(yè)硅產(chǎn)品含雜質(zhì)仍較高，尚不能滿足冷軋硅鋼片用硅和有機(jī)硅工業(yè)用硅對雜質(zhì)Al和Ca的要求?，F(xiàn)行我國工業(yè)硅國家準(zhǔn)GB2881-91見表1。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無毒、安全、方便、成本低廉的生產(chǎn)精煉硅的新工藝。
本發(fā)明所提供的精煉硅生產(chǎn)工藝，依次采用如下步驟工業(yè)硅經(jīng)熔化后，加硅造渣劑再進(jìn)行保溫精煉、鑄錠、破碎、包裝、成品。熔化工序熔煉溫度控制在1400-1800℃范圍內(nèi)，在硅呈液態(tài)時(shí)需加1-3％硅造渣劑。在保溫精煉工序時(shí)精煉溫度為1400-1800℃，精煉時(shí)間為1-90分鐘。
精煉硅生產(chǎn)工藝，應(yīng)用所述硅造渣劑的組份重量百分含量為SiO250-60％ Na2CO35-10％ K2CO35-10％CaO20-30％ NaCl5-10％KCl5-10％。
本發(fā)明精煉硅生產(chǎn)工藝中加硅造渣劑的機(jī)理是使工業(yè)硅中的金屬狀態(tài)的AL和Ca先氧化成AL2O3和CaO，其主要化學(xué)反應(yīng)式為
然后與硅造渣劑中的SiO2生成硅酸鹽AL2O3.SiO2和2CaO.SiO2，由于這樣的硅酸鹽熔點(diǎn)在1450℃以上很難分離，為了降低渣的熔點(diǎn)，硅造渣劑中還應(yīng)有Na2O、K2O或Na2CO3、k2CO3，其化學(xué)反應(yīng)式為
由NaSiO3、K2SiO3及2CaO.SiO2組成的就是玻璃主要成份，其熔點(diǎn)只有1000℃左右，在1400-1800℃溫度下改善了熔渣的粘度和表面張力，有利熔渣與硅的分離。
氯化物是生產(chǎn)金屬鋁、鎂常用的熔劑，適量加入一些氯化物還可以繼續(xù)改善生成熔渣的粘度和表面張力，更利于熔渣與硅的分離，常用氯化物為NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2。
硅造渣劑成份及用量按工業(yè)硅生產(chǎn)所用原料不同而有所改變，其關(guān)鍵是使生成的熔渣呈綠色低熔點(diǎn)的玻璃體(俗稱綠蛋)。
本發(fā)明的工藝方法有如下優(yōu)點(diǎn)1.該工藝簡單，應(yīng)用方便，比氯化除渣工藝費(fèi)用低，容易實(shí)現(xiàn)。
2.該精煉硅生產(chǎn)工藝無毒、安全，即消除了毒氣對人體的危害和環(huán)境的污染，防止爆炸造成的傷亡事故發(fā)生。
3.硅造渣劑效果好，回收硅量大，減少貴金屬的損失，雜質(zhì)含量Al不大于0.1％、Ca不大于0.05％，使硅產(chǎn)品質(zhì)量提高，滿足了冷軋硅鋼片和有機(jī)硅工業(yè)對精煉硅的要求。
4.經(jīng)濟(jì)效果顯著。由于精煉硅質(zhì)量好，雜質(zhì)Al、Ca含量極低，因此價(jià)格比工業(yè)硅提高20％，按年產(chǎn)精煉硅一千噸計(jì)算，每噸可多得利潤1000-2000元，年利潤增加100-200萬元。
下面是最佳實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的精煉硅生產(chǎn)工藝過程在本實(shí)施例中精煉硅生產(chǎn)工藝應(yīng)用所述硅造渣劑的組份重量百分比含量為SiO250-60％、Na2CO35-10％、K2CO35-10％、CaO20-30％、NaCl5-10％、KCl5-10％。
本實(shí)施例中，首先把100-200Kg的塊狀工業(yè)硅，放在改進(jìn)的中頻爐上面的鐵板上加以預(yù)熱除去水份，防止由水存在發(fā)生爆炸，預(yù)熱10分鐘后，再加入中頻爐的坩堝內(nèi)，然后加電熔化硅，溫度控制在1450-1600℃，當(dāng)硅熔化時(shí)，加硅造渣劑，用量為硅的1-3％，然后進(jìn)入保溫精煉工序精煉溫度為1450-1600℃，精煉時(shí)間1-90分鐘，精煉過程完成后，即可鑄錠，每錠50Kg，硅錠冷卻至常溫，再用鄂式破碎機(jī)破碎成1-10Kg的塊狀，而后包裝，形成精煉硅產(chǎn)品。得到試驗(yàn)結(jié)果見表2。
表1.我國現(xiàn)行工業(yè)硅國家標(biāo)準(zhǔn)GB2881-91
表2.精煉硅所達(dá)到的性能
權(quán)利要求
1.精煉硅生產(chǎn)工藝，其特征在于該生產(chǎn)工藝依次采用如下步驟a.將工業(yè)硅經(jīng)熔化，熔化溫度控制在1400-1800℃范圍內(nèi)；b.在硅呈液態(tài)時(shí)加入1-3％硅造渣劑；c.進(jìn)行保溫精煉，精煉溫度為1400-1800℃，精經(jīng)煉時(shí)間為1-90分鐘；d.鑄錠、破碎、包裝、成品。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的精煉硅生產(chǎn)工藝，其特征在于所述硅造渣劑的組份重量百分含量為SiO250-60％ Na2CO35-10％ K2CO35-10％CaO20-30％ NaCl5-10％KCl5-10％。
全文摘要
本發(fā)明涉及精煉硅生產(chǎn)工藝，該工藝采用如下步驟將工業(yè)硅熔化后，在硅液態(tài)時(shí)加入1-3％硅造渣劑，然后進(jìn)行保溫精煉溫度為1400-1800℃，時(shí)間1-90分鐘，完后鑄錠、破碎、包裝、成品。該工藝不使用有毒物質(zhì)，消除了氯氣對人及環(huán)境危害，硅損失少、成本低廉、精煉硅質(zhì)量高，精煉硅雜質(zhì)含量AL≤0.1％，Ca≤0.05％，比現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量高，能滿足冷軋硅鋼片及有機(jī)硅等對硅的要求。
文檔編號C01B33/037GK1143605SQ9511194
公開日1997年2月26日 申請日期1995年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月22日
發(fā)明者李忠莆 申請人:李忠莆