專利名稱：利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)碳化硅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于碳化硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種綜合利用工業(yè)廢棄物資源生產(chǎn)碳化硅的方法，具體涉及一種利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)碳化硅的方法。
背景技術(shù)：
從碳化硅的原料來源看，很多學者和企業(yè)都已經(jīng)注意到利用各種工業(yè)固體廢棄物作為冶煉碳化硅的廉價原料。并做了一些有益的探索，如以硅質(zhì)煤矸石與煙煤為原料，采用傳統(tǒng)的Acheson工藝合成β- SiC微粉，通過工業(yè)Acheson法電熱合成SiC時，用硅質(zhì)煤矸石代替石英砂和大部分價格較高或資源匱乏的石油焦碳和無煙煤，有利于節(jié)能降耗和降低原料成本，并且可實現(xiàn)廢棄物資源化和污染控制，與采用傳統(tǒng)原料相比還具有反應溫度低、反應速度快等特點。專利申請《以稻殼、稻稈為原料制碳化硅的方法》(申請?zhí)?2107329. 1，公開號 CN1064062，
公開日1992. 09. 02)公開了一種以富含有機狀態(tài)的硅和碳的通常作為家用燃料而廢棄的稻殼、稻稈為原料制造碳化硅的方法將烘干的稻殼、稻稈送入制棒機，在125 133ΜΙ^壓力及250 300°C溫度下壓制成中空圓棒束，其中所含的甲醇、乙酸、糠醛、酒精、 水分等成份，在上述溫度下?lián)]發(fā)除去，將上述中空圓棒束在450-950°C下干餾池，入窯式反應爐隔絕空氣于1500-1950°C下反應15-30h，生成含有過量碳的粗品碳化硅，送入燃燒爐， 在650-750°C高溫下通空氣燒去其中過剩的碳，制得純度>95%的精品碳化硅，出爐后可根據(jù)需要粉碎、過篩。另外，還有以木炭、硅灰等固體廢棄物作為原料，采用雙重加熱這一新技術(shù)合成了高純度的碳化硅晶須〔趙茹.利用固體廢棄物制備碳化硅晶須的研究[學位論文].青島 青島理工大學，2007. 6.〕;國外也有人曾利用回收鋁后的粉煤灰殘渣制取碳化硅獲得成功〔 周忠華.用鋁回收后的粉煤灰殘渣制備碳化硅[J].粉煤灰綜合利用，2005 6:53.〕，制取工藝是在殘渣中加入碳分，將C/SiA摩爾此調(diào)至3 3. 5，合成反應，制得碳化硅。以上這些研究雖然開辟了利用廉價礦物原料制備高性能碳化硅材料的新途徑，但是很多方法還都局限于實驗研究，真正可以用工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的固體廢棄物冶煉碳化硅的技術(shù)并不多見，工業(yè)生產(chǎn)碳化硅仍主要以石英砂、石油焦炭或優(yōu)質(zhì)無煙煤作原料，生產(chǎn)成本高、耗電量高、環(huán)境污染嚴重、生產(chǎn)效率低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)碳化硅的方法，以工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的固體廢棄物為原料冶煉碳化硅，降低能耗和生產(chǎn)成本， 減輕環(huán)境污染。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)碳化硅的方法，以工業(yè)廢渣為原料，通過調(diào)整原料的碳硅比，生產(chǎn)碳化硅，該方法具體按以下步驟進行步驟1 破碎工業(yè)廢渣，得原料顆粒；
步驟2 采用物理篩選分離方法處理步驟1的原料顆粒，得到冶煉原料。步驟3 根據(jù)放入碳化硅冶煉爐中的爐料在該冶煉爐中所處的部位，即爐料在冶煉爐中的位置為上部、中部還是下部，按不同的碳硅比，用步驟2的冶煉原料分別進行配料
按碳硅比0. 63，分別取步驟2的冶煉原料和石英砂，攪拌均勻，得到下部爐料； 按碳硅比0. 67 0. 68，分別取步驟2的冶煉原料和石英砂，攪拌均勻，得到中部爐料； 按碳硅比0. 68 0. 69，分別取步驟2的冶煉原料和石英砂，攪拌均勻，得到上部爐料； 步驟4 依次將步驟3中的下部爐料、中部爐料和上部爐料送入固定式多爐芯碳化硅冶煉爐內(nèi)，下部爐料的體積占送入冶煉爐爐料總體積的60%，中部爐料的體積占送入冶煉爐爐料總體積的30%，上部爐料的體積占送入冶煉爐爐料總體積的10% ；
步驟5 給步驟4中的固定式多爐芯碳化硅冶煉爐通電，使爐芯溫度上升到2200°C 2300°C，冶煉58小時 62小時，停止送電，自然冷卻至少60小時，然后，按現(xiàn)有工藝進行扒爐、出爐、分級等工序，制得碳化硅。所述步驟1中原料顆粒的粒度為0. 5mm 5mm。所述步驟2中物理篩選分離方法處理原料顆粒用碳化硅清吹機清除原料顆粒表面的粉塵及游離碳，然后用磁選機清除混雜在原料顆粒中的鐵，再將原料顆粒清洗、沉淀、
jys T O本發(fā)明方法以冶煉硅鐵、焙燒石墨電極塊和冶煉碳化硅所產(chǎn)生的各種廢渣、廢焦粉為主要原料，調(diào)整其成分至生產(chǎn)所需，結(jié)合多爐芯冶煉工藝生產(chǎn)碳化硅原塊，能滿足以廉價礦物為原料工業(yè)化生產(chǎn)碳化硅的要求，降低生產(chǎn)成本和能耗，減輕環(huán)境污染，提高生產(chǎn)效率。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細說明。冶煉碳化硅屬于典型的高耗能、高排放行業(yè)，目前國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)碳化硅絕大部分以石英砂、石油焦炭或優(yōu)質(zhì)無煙煤作原料，在傳統(tǒng)阿奇遜(Acheson)爐中經(jīng)高溫電熱還原生成碳化硅。通常生產(chǎn)一噸碳化硅耗電7000 7500kW*h，同時排放C02、S02及石油焦炭(或無煙煤)所揮發(fā)的氣體達1. 6 1. 7噸。另外，冶煉中或冶煉停爐后及扒爐時所產(chǎn)生的S02、 H2S、硫醇等含硫物質(zhì)和CO等氣體對環(huán)境造成更為嚴重的污染。冶煉硅鐵、焙燒石墨電極塊和冶煉碳化硅所產(chǎn)生的廢渣往往作為工業(yè)固體廢棄物，采用回填、堆存的方式被處理，這無疑會對環(huán)境造成污染。而通過化學分析得到的這一類工業(yè)廢渣的主要成分，如表1所示。表1 工業(yè)廢渣的主要成分_
權(quán)利要求
1.一種利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)碳化硅的方法，以工業(yè)廢渣為原料，通過調(diào)整原料的碳硅比， 生產(chǎn)碳化硅，該方法具體按以下步驟進行步驟1 破碎工業(yè)廢渣，得原料顆粒；步驟2 采用物理篩選分離方法處理步驟1的原料顆粒，得到冶煉原料； 步驟3 根據(jù)放入碳化硅冶煉爐中的爐料在該冶煉爐中所處的部位，即爐料在冶煉爐中的位置為上部、中部還是下部，按不同的碳硅比，用步驟2的冶煉原料分別進行配料 按碳硅比0. 63，分別取步驟2的冶煉原料和石英砂，攪拌均勻，得到下部爐料； 按碳硅比0. 67 0. 68，分別取步驟2的冶煉原料和石英砂，攪拌均勻，得到中部爐料； 按碳硅比0. 68 0. 69，分別取步驟2的冶煉原料和石英砂，攪拌均勻，得到上部爐料； 步驟4 依次將步驟3中的下部爐料、中部爐料和上部爐料送入固定式多爐芯碳化硅冶煉爐內(nèi)，下部爐料的體積占送入冶煉爐爐料總體積的60%，中部爐料的體積占送入冶煉爐爐料總體積的30%，上部爐料的體積占送入冶煉爐爐料總體積的10% ；步驟5 給步驟4中的固定式多爐芯碳化硅冶煉爐通電，使爐芯溫度上升到2200°C 2300°C，冶煉58小時 62小時，停止送電，自然冷卻至少60小時，然后，按現(xiàn)有工藝進行扒爐、出爐、分級等工序，制得碳化硅。
2.按照權(quán)利要求1所述的利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)碳化硅的方法，其特征在于，所述步驟1 中原料顆粒的粒度為0. 5mm 5mm。
3.按照權(quán)利要求1所述的利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)碳化硅的方法，其特征在于，所述步驟2 中物理篩選分離方法處理原料顆粒用碳化硅清吹機清除原料顆粒表面的粉塵及游離碳， 然后用磁選機清除混雜在原料顆粒中的鐵，再將原料顆粒清洗、沉淀、烘干。
4.按照權(quán)利要求1所述的利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)碳化硅的方法，其特征在于，所述步驟4中采用的固定式多爐芯碳化硅冶煉爐的表面負荷為8 ff/cm2 13W/cm2、爐芯2 3個、爐芯之間的距離1.0m 1.4m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)碳化硅的方法，破碎工業(yè)廢渣，得原料顆粒；用物理篩選分離方法處理原料顆粒，得冶煉原料；按不同的碳硅比，將冶煉原料和石英砂分別配制成下部爐料、中部爐料和上部爐料；按相應的體積百分比依次將下部爐料、中部爐料和上部爐料送入多爐芯碳化硅冶煉爐內(nèi)，給冶煉爐通電冶煉58～62小時后，自然冷卻至少60小時，按現(xiàn)有工藝進行扒爐、出爐、分級等工序，制得碳化硅。本發(fā)明方法以冶煉硅鐵、焙燒石墨電極塊和冶煉碳化硅所產(chǎn)生的各種廢渣、廢焦粉為主要原料，調(diào)整其成分至生產(chǎn)所需，結(jié)合多爐芯冶煉工藝生產(chǎn)碳化硅原塊，能滿足以廉價礦物為原料工業(yè)化生產(chǎn)碳化硅的要求，降低生產(chǎn)成本和能耗，減輕環(huán)境污染。
文檔編號B09B3/00GK102502639SQ20111033153
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者南雪麗, 盧永安, 楊國寬 申請人:蘭州蘭港磨料磨具有限公司