專利名稱：生產(chǎn)金屬硅的方法及該法所用的還原劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬硅的生產(chǎn)方法以及該法中所用的還原劑。
金屬硅是用于生產(chǎn)含硅合金及電子工業(yè)等方面的重要原料。傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法是用碳質(zhì)還原劑，在礦熱爐中將硅石還原成硅。由于金屬硅對Fe、Al、Ca等雜質(zhì)的含量有嚴(yán)格的要求。因此在用礦熱爐法生產(chǎn)金屬硅時，除選用SiO2含量在99％(重量)以上的硅石外，還必須選用反應(yīng)性能好，灰份低的碳質(zhì)還原劑。在已知的還原劑中，木炭被認(rèn)為是最理想的還原劑。它反應(yīng)性能好，灰份又不太高，即使其所生產(chǎn)的產(chǎn)品中含有超標(biāo)的雜質(zhì)，可通過爐外精煉達(dá)到要求的指標(biāo)。所以用木炭生產(chǎn)金屬硅一直是本領(lǐng)域中首選的方法。但由于木炭是通過木材干餾而獲得的，因此燒制木炭必然消耗大量森林資源。木炭的大量消耗，使我國很多地區(qū)已無林可采。這從現(xiàn)代的生態(tài)保護(hù)的觀點(diǎn)來看是絕對不可取的。
石油焦是一種公知的低雜質(zhì)含量的還原劑。使用它不需要爐外精煉就可得到優(yōu)質(zhì)的金屬硅。近年來國內(nèi)外也有一些廠家采用石油焦加木屑或配加木塊來生產(chǎn)金屬硅。但石油焦具有強(qiáng)石墨化的特性，它在礦熱爐的冶煉溫度下迅速石墨化，從而使?fàn)t底上漲，結(jié)果不得不經(jīng)常停產(chǎn)扒爐，不僅浪費(fèi)大量電能，還給工人的操作帶來極大不便。因此，用石油焦生產(chǎn)金屬硅時，如何克服爐底上漲一直是難以解決的問題，因此本發(fā)明的目的在于提供一種克服了上述缺點(diǎn)的生產(chǎn)金屬硅的方法；發(fā)明的目的還在于提供一種用于上述方法的還原劑。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的在礦熱爐中，以SiO2含量大于99％(重量)的硅石為硅源，以灰份小于4％(重量)，灰份中SiO2≥45％(重量)，F(xiàn)e2O3＜10％(重量)，Al2O3＜15％(重量)，CaO＜6％(重量)，揮發(fā)份＜8％(重量)的類木炭為還原劑進(jìn)行冶煉。并在配料時使硅石和還原劑所帶入金屬硅中的Fe含量小于0.5％(重量)。
本文所述的“類木炭”是由不粘性煙煤經(jīng)過選、洗使其灰份小于2.5％(重量)，再經(jīng)焦化而得到的灰份小于4％(重量)，灰份中SiO2≥45％(重量)，F(xiàn)e2O3＜10％(重量)，Al2O3＜15％(重量)，CaO＜6％(重量)，揮發(fā)份＜8％(重量)的焦炭。所述的選、洗及焦化均屬常規(guī)的處理方法。
本文所用術(shù)語“類木炭”是指一種灰份含量低于木炭，而反應(yīng)性能與木炭相近的焦炭。它是用不粘性煙煤，經(jīng)選、洗和焦化而得到的低雜質(zhì)含量的焦炭。
通過本發(fā)明的生產(chǎn)金屬硅的方法，采用本發(fā)明的類木炭作還原劑進(jìn)行冶煉，可以得到Si≥98.5％(重量)，F(xiàn)e＜0.5％(重量)，Al＜0.5％(重量)，Ca＜0.3％(重量)的金屬硅實(shí)施例1使不粘性煙煤經(jīng)選、洗至其灰份為2.3％(重量)，再在焦化爐中焦化，結(jié)果得到灰份＝3.8％(重量)，灰份中的SiO2＝45.8％(重量)，Al2O3＝13％(重量)，F(xiàn)e2O3＝8.7％(重量)，CaO＝4.5％(重量)，揮發(fā)份＝6.8％(重量)的類木炭。
將SiO2＝99.7％(重量)，F(xiàn)e2O3＝0.08％(重量)，Al2O3＝0.05％(重量)，CaO＝0.03％的硅石和所得的類木炭，根據(jù)固定碳的需要進(jìn)行配比后于礦熱爐中進(jìn)行冶煉。具體的工藝操作，與用木炭冶煉金屬硅的操作相同。結(jié)果得到Al＝0.43％(重量)，F(xiàn)e＝0.46％(重量)，Ca＝0.25％(重量)的金屬硅。
本發(fā)明具有節(jié)約能源，操作簡單，保護(hù)生態(tài)環(huán)境等經(jīng)濟(jì)與社會效益。
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)金屬硅的方法，該方法是以硅石作為硅源以碳質(zhì)材料作為還原劑，使硅石和還原劑所帶入金屬硅的Fe含量小于0.5％(重量)，通過礦熱爐冶煉生產(chǎn)金屬硅，其特征在于，所使用的碳質(zhì)還原劑是類木炭，它是由不粘性煙煤經(jīng)過選、洗將灰份降低到2.5％(重量)以下，然后焦化而得到的，類木炭的灰份小于4％(重量)，在灰份中SiO2不小于45％(重量)，Al2O3＜15％(重量)，F(xiàn)e2O3＜10％(重量)，CaO＜6％(重量)，揮發(fā)份小于8％(重量)。
2.礦熱爐生產(chǎn)金屬硅用的還原劑，其特征是，所述的還原劑是由不粘性煙煤經(jīng)過選、洗使其灰份小于2.5％(重量)，然后焦化而得到的類木炭，其灰份小于4％(重量)，灰份中的SiO2不小于45％(重量)，Al2O3＜15％(重量)，F(xiàn)e2O3＜10％(重量)，CaO＜6％(重量)，揮發(fā)份小于8％(重量)。
全文摘要
一種灰份小于4%(重量),灰份中:SiO
文檔編號C01B33/00GK1192424SQ9811340
公開日1998年9月9日 申請日期1998年1月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月6日
發(fā)明者鞠遠(yuǎn)峰 申請人:鞠遠(yuǎn)峰