專利名稱：以石英砂冶煉工業(yè)硅的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于以含二氧化硅的物料用還原法制備工業(yè)硅的技術領域。
已知的制備工業(yè)硅的生產(chǎn)工藝，是以優(yōu)質硅石為原料，加入還原劑配制爐料，在礦熱爐的高溫下進行冶煉。為了有利于反應向生成物方向移動以提高產(chǎn)量，反應生成的CO應順利離開反應區(qū)，故爐料應有良好的透氣性，粒度為25-80mm的高純硅石可以滿足冶煉的要求。在已知技術中，尚無以石英砂為原料冶煉工業(yè)硅的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明的目的在于提供一種以石英砂為原料冶煉工業(yè)硅的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種以石英砂冶煉工業(yè)硅的生產(chǎn)工藝，包含石英砂制塊、配制爐料和礦熱爐冶煉。
a．石英砂制塊石英砂的粒度一般為直徑0.104～0.246mm(60～150目)。在制塊工藝中，將石英砂與低灰份煤及粘結劑混合，制成石英砂塊。
石英砂與低灰份煤配制重量比例如下石英砂 80～90％低灰份煤20～10％粘結劑按石英砂與低灰份煤總量的7～10％加入。粘結劑可采用無機粘接劑也可采用有機粘接劑。
將石英砂、低灰份煤及粘接劑按以上比例混合，攪拌均勻，制成粒度8～40mm的石英砂，成型后在200℃～300℃溫度下烘干1～2小時。
b．配制爐料將石英砂塊、石英砂及碳質還原劑按如下比例配制爐料。
石英砂塊與石英砂的配制重量比例為石英砂塊50～100％石英砂 50～0％碳質還原劑包含石油焦、木炭和低灰份煤配制而成。其總碳量根據(jù)反應方程及原料中所含SiO2重量計算冶煉反應方程為方程中，SiO2分子量為60,2C為24故所需總碳量為24/60×石英砂中含SiO2總量例如，石英砂為100公斤，其中含SiO2量為98％，則所需總碳量為100×0.98×24/60=39.2公斤。
碳質還原劑總重量中，石油焦、木炭與低灰份煤的配制重量比例為石油焦30～50％木炭 50～30％低灰分煤 10～30％c．礦熱爐冶煉礦熱爐采用常規(guī)單相、三相電爐。變壓器二次電壓V2按如下經(jīng)驗公式設定(式中，P為變壓器容量，單位為KVA,k為電壓系數(shù)6.4～6.9按接近上限選用)V2=kP3]]>例如，以變壓器容量為50KVA計算，則V2=25.42伏，以接近變壓器的滿負荷狀態(tài)運行，使爐溫達到1800℃以上。
分批加入配制好的爐料進行冶煉。
本發(fā)明的優(yōu)點是，可以就地取材和充分使用石英砂資源，冶煉反應快，產(chǎn)量高，與已有的以硅石為原料生產(chǎn)工業(yè)硅的工藝比較，電耗可減少30％以上，從而降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明制石英塊及配制爐料的配制重量比實施例如下實施例一制石英砂塊石英砂90公斤低灰份煤 10公斤粘結劑為水玻璃 10公斤配制爐料石英砂塊 100％石英砂 0％還原劑配制比例石油焦∶木炭∶低灰份煤=50％∶30％∶20％實施例二制石英砂塊石英砂80公斤低灰份煤 20公斤粘結劑為水玻璃 8公斤配制爐料石英砂塊70％石英砂 30％還原劑配制比例石油焦∶木炭∶低灰份煤=30％∶50％∶20％實施例三制石英砂塊石英砂90公斤低灰份煤 10公斤粘結劑水玻璃 10公斤配制爐料石英砂塊60％石英砂 40％還原劑石油焦∶木炭∶低灰份煤=30％∶50％∶20％
權利要求
1.一種以石英砂冶煉工業(yè)硅的生產(chǎn)工藝，包含礦熱爐冶煉，其特征在于還包含石英砂制塊及配制爐料；其生產(chǎn)工藝和配制比例如下a．石英砂制塊將石英砂、低灰份煤及粘結劑混合，制成石英砂塊，石英砂與低灰份煤配制重量比例為石英砂 80～90％低灰份煤20～10％粘結劑按石英砂及低灰份煤總量的7～10％加入，粘結劑可采用無機粘結劑也可用有機粘結劑，將石英砂、低灰份煤及粘結劑按以上比例混合，攪拌均勻，制成粒度8～40mm的石英砂塊，在200℃～300℃溫度下烘干1-2小時；b．配制爐料；將石英砂塊、石英砂及碳質還原劑按如下比例配制爐料石英砂塊與石英炒的配制重量比為石英砂塊50～100％石英砂 50～0％碳質還原劑包含石油焦、木炭和低灰份煤，其總碳量=每批石英砂總重×石英砂中SiO2含量×24/60。在碳質還原劑總重量中，石油焦、木炭與低灰份煤的配制重量比為石油焦30～50％木炭 50～30％低灰份煤 10～30％c．礦熱爐冶煉礦熱爐采用常規(guī)單相、三相電爐，變壓器二次電壓V2按如下經(jīng)驗公式設定(式中，P為變壓器容量，單位為KVA,k為電壓系數(shù)6.4～6.9按接近上限選用)V2=kP3]]>以接近變壓器的滿負荷狀態(tài)運行，使爐溫達到1800℃以上，分批加入配制好的爐料進行冶煉。
全文摘要
本發(fā)明包含石英砂制塊、配制爐料及礦熱爐冶煉工藝。其特點是采用從未用過的石英砂為原料。將石英砂，低灰份煤按(80～90)∶(10～20)比例，外加總量7～10%粘結劑混合，制成石英砂塊。以石英砂塊50～100%、石英砂0～50%及包含石油焦、木炭、低灰份煤的還原劑配制爐料，在礦熱爐中冶煉。本發(fā)明的優(yōu)點是可就地取材和充分使用當?shù)厥⑸霸希磻?，產(chǎn)量高，減少電耗，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C01B33/025GK1237537SQ9811204
公開日1999年12月8日 申請日期1998年6月1日 優(yōu)先權日1998年6月1日
發(fā)明者陳光碧, 楊浚錦, 韓志范 申請人:永川市科學技術委員會