一種金屬硅冶煉深度除雜的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬硅冶煉工藝領(lǐng)域，具體涉及一種金屬硅冶煉深度除雜的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬娃對(duì)雜質(zhì)尤其是其中的Fe、Al、Ca等的要求很高。在金屬娃冶煉過(guò)程中，吹氧精煉對(duì)鈣的去除率可達(dá)到93%左右，而對(duì)鋁的去除率僅為68%?80%。由于延續(xù)產(chǎn)品的不同用途要求，近年來(lái)，市場(chǎng)對(duì)金屬硅產(chǎn)品的質(zhì)量、品種要求越來(lái)越高，在生產(chǎn)實(shí)踐中，如何提高產(chǎn)品質(zhì)量擴(kuò)大產(chǎn)品品種，是每個(gè)生產(chǎn)廠家必須關(guān)注的問(wèn)題，也是增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的必然舉措，同時(shí)，更是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。
[0003]在傳統(tǒng)的金屬硅生產(chǎn)中，提高金屬硅產(chǎn)品質(zhì)量、擴(kuò)大產(chǎn)品品種的主要是通過(guò)“清潔原料”(即采用清潔的礦產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)還原劑)、強(qiáng)化精煉或熔化重結(jié)晶后用酸去除標(biāo)的雜質(zhì)從而得到更高品級(jí)的硅。在這類(lèi)提高產(chǎn)品質(zhì)量擴(kuò)大產(chǎn)品品種的技術(shù)手段中，“清潔原料”方式受制于高品級(jí)原材料資源有限且價(jià)格高，強(qiáng)化精煉方式不利于節(jié)能降耗，用酸提純的方式則工藝相對(duì)復(fù)雜、不安全。因此，開(kāi)發(fā)新的精煉工藝或研究新的雜質(zhì)去除手段，是提高金屬硅產(chǎn)品質(zhì)量、擴(kuò)大產(chǎn)品品種的一種新趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決以上技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種金屬硅冶煉深度除雜的方法，能有效降低金屬娃內(nèi)雜質(zhì)招的含量，提升金屬娃的品質(zhì)。
[0005]其技術(shù)方案為:
一種金屬硅冶煉深度除雜的方法，按照以下步驟進(jìn)行:
(O組合絮劑配置:將鎂鹽和鈉鹽按照一定比例混合成組合絮劑備用；
(2)高溫熔化:將含有雜質(zhì)的硅礦石投入冶煉爐中，在溫度為1700°C?1800°C的環(huán)境下熔化；
(3)吹氧精煉:保持冶煉爐內(nèi)的溫度保持在1600°C?1700°C，將充足的氧氣通入硅水中；
(4)取樣檢測(cè):保持冶煉爐內(nèi)的溫度保持在1600°C?1650°C，等精煉到一定程度時(shí)，取樣分析鋁含量(有經(jīng)驗(yàn)者亦可肉眼觀察)；
(5)深度除鋁:若硅水內(nèi)鋁含量多11%時(shí)，打開(kāi)爐口放出硅水，當(dāng)硅水流到硅包三分之一時(shí)開(kāi)始投入準(zhǔn)備好的組合脫鋁劑總量的三分之一，硅水流到硅包三分之二時(shí)再次投入準(zhǔn)備好的組合脫鋁劑總量的三分之一，硅水流到硅包五分之四時(shí)再次投入準(zhǔn)備好的組合脫鋁劑總量的三分之一，投料過(guò)程中保持硅水溫度在1650°C左右，且需要在30分鐘內(nèi)完成。
[0006](6)過(guò)濾除雜:將深度除鋁后的硅水內(nèi)的熔渣除去。
[0007]進(jìn)一步，所述步驟(I)組合絮劑中鎂鹽和鈉鹽的配備比例根據(jù)硅水內(nèi)鋁含量不同而不同，具體按如下方式進(jìn)行:
(I)鋁含量在11%?19%之間時(shí)，硅水:鎂鹽:鈉鹽=2500: 14: 30 ； (2)鋁含量在20%?0.30%之間時(shí)，硅水:鎂鹽:鈉鹽=2500: 21: 30 ；
(3)硅水中鋁含量超過(guò)30%時(shí)，硅水:鎂鹽:鈉鹽=2500: 40: 57。
[0008]進(jìn)一步，所述的鎂鹽為氯化鎂，鈉鹽為碳酸鈉。
[0009]在金屬硅冶煉過(guò)程中，原材料中的雜質(zhì)如三氧化二鐵、三氧化二鋁、氧化鈣等，在高溫條件下還原后被一起熔進(jìn)硅水中，與硅形成合金。硅水正常出爐是的溫度在1800°c左右，吹氧精煉時(shí)的溫度大約在1600°c至1700°C。此時(shí)充入的氧氣與硅水中的鋁、鈣反映生成熔渣，熔渣的主要成分是三氧化二鋁、氧化鈣。通過(guò)對(duì)硅水取樣測(cè)試，氧-鈣的親和力比氧_招的未和力強(qiáng)，充入氧氣后娃中I丐的去除率能達(dá)到93%，可是招的去除率僅為68—80%ο所以還需要進(jìn)行深度除鋁，在液態(tài)硅中加入組合絮劑作為脫鋁劑，能有效提高鋁與氧的親和力，改變其活性，從而使金屬硅中的鋁元素在原來(lái)的基礎(chǔ)上深度去除，達(dá)到脫鋁提純生產(chǎn)低鋁工業(yè)硅產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且還能使硅和熔渣完全分離，從而提高產(chǎn)品的收率，有利于精整。其中，脫鋁劑主要作用是提供鈉、鎂離子，用以提高液態(tài)硅中鋁元素的活性，改變鋁元素與氧氣的親和力，促進(jìn)氧氣與鋁的反應(yīng)生成熔渣或鈉、鎂離子與鋁生成合金結(jié)晶，從而大量減少硅水中的鋁含量。通過(guò)脫鋁劑使熔渣的密度降低，改變其粘度和表面張力，使熔渣漂浮在硅水表面，有利于熔渣與硅分離。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
(1)本發(fā)明可適用于高鋁硅礦等清潔度不高的礦品，而不會(huì)導(dǎo)致冶煉出來(lái)的硅產(chǎn)品品質(zhì)下降，在金屬硅生產(chǎn)實(shí)踐中擴(kuò)大了原材料的來(lái)源，有利于降低成本、提高資料利用率。
[0011](2)采用本發(fā)明可在傳統(tǒng)精煉過(guò)程中將金屬硅中的鋁含量降控在0.18%以內(nèi)，可在不過(guò)多增加精煉程序的情況下使冶金級(jí)硅提升到化學(xué)級(jí)硅的品級(jí)，效果比較好、成本低。
[0012](3)本發(fā)明在配置的組合脫鋁劑在空氣中不吸水、不受潮，可放置一個(gè)星期左右，添加時(shí)硅水和表面熔渣不會(huì)飛濺，操作起來(lái)比較簡(jiǎn)單、安全，而且添加量少、價(jià)格低，每噸硅所花費(fèi)組合絮劑價(jià)格在30元左右，非常低廉。
[0013](4)本發(fā)明使用的組合絮劑，能有效提高鋁與氧的親和力及活性，從而使硅中的鋁元素在原來(lái)的基礎(chǔ)上深度去除，達(dá)到低鋁產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，而且還能改變?nèi)墼谋戎?、粘度和表面張力，促進(jìn)硅和熔渣完全分離，從而提高產(chǎn)品的收率，有利于精整。
【具體實(shí)施方式】
[0014]—種金屬硅冶煉深度除雜的方法。
[0015]實(shí)例I
按照以下步驟進(jìn)行:
(O組合絮劑配置:將氯化鎂和碳酸鈉按照一定比例混合成組合絮劑備用；
(2)高溫熔化:將含有雜質(zhì)的硅礦石投入冶煉爐中，在溫度為1700°C?1800°C的環(huán)境下熔化；
(3)吹氧精煉:保持冶煉爐內(nèi)的溫度保持在1600°C?1700°C，將充足的氧氣通入硅水中；
(4)取樣檢測(cè):保持冶煉爐內(nèi)的溫度保持在1600°C?1650°C，等精煉到一定程度時(shí)，取樣分析鋁含量；
(5)深度除鋁:經(jīng)取樣檢測(cè)，硅水內(nèi)鋁含量在11%?19%之間，所述硅水與步驟(I)中的組合絮劑的比例為硅水:氯化鎂:碳酸鈉=2500: 14: 30 ;打開(kāi)爐口放出硅水，當(dāng)硅水流到硅包三分之一時(shí)開(kāi)始投入準(zhǔn)備好的組合脫鋁劑總量的三分之一，硅水流到硅包三分之二時(shí)再次投入準(zhǔn)備好的組合脫鋁劑總量的三分之一，硅水流到硅包五分之四時(shí)再次投入準(zhǔn)備好的組合脫鋁劑總量的三分之一，投料過(guò)程中保持硅水溫度在1650°C左右，且需要在30分鐘內(nèi)完成。
[0016](6)過(guò)濾除雜:將深度除鋁后的硅水內(nèi)的熔渣除去，所得的硅水中鋁含量為0.16%ο
[0017]實(shí)例2
按照以下步驟進(jìn)行:
(O組合絮劑配置:將氯化鎂和碳酸鈉按照一定比例混合成組合絮劑備用；
(2)高溫熔化:將含有雜質(zhì)的硅礦石投入冶煉爐中，在溫度為1700°C?1800°C的環(huán)境下熔化；
(3)吹氧精煉:保持冶煉爐內(nèi)的溫度保持在1600°C?1700°C，將充足的氧氣通入硅水中；
(4)取樣檢測(cè):保持冶煉爐內(nèi)的溫度保持在1600°C?1650°C，等精煉到一定程度時(shí)，取樣分析鋁含量；
(5)深度除鋁:經(jīng)取樣檢測(cè)，硅水內(nèi)鋁含量在20%?30%之間，所述硅水與步驟(I)中的組合絮劑的比例為硅水:氯化鎂:碳酸鈉=2500: 21: 30 ;打開(kāi)爐口放出硅水，當(dāng)硅水流到硅包三分之一時(shí)開(kāi)始投入準(zhǔn)備好的組合脫鋁劑總量的三分之一，硅水流到硅包三分之二時(shí)再次投入準(zhǔn)備好的組合脫鋁劑總量的三分之一，硅水流到硅包五分之四時(shí)再次投入準(zhǔn)備好的組合脫鋁劑總量的三分之一，投料過(guò)程中保持硅水溫度在1650°C左右，且需要在30分鐘內(nèi)完成。
[0018](6)過(guò)濾除雜:將深度除鋁后的硅水內(nèi)的熔渣除去，所得的硅水中鋁含量為0.17%ο
[0019]實(shí)例3
按照以下步驟進(jìn)行:
(O組合絮劑配置:將氯化鎂和碳酸鈉按照一定比例混合成組合絮劑備用；
(2)高溫熔化:將含有雜質(zhì)的硅礦石投入冶煉爐中，在溫度為1700°C?1800°C的環(huán)境下熔化；
(3)吹氧精煉:保持冶煉爐內(nèi)的溫度保持在1600°C?1700°C，將充足的氧氣通入硅水中；
(4)取樣檢測(cè):保持冶煉爐內(nèi)的溫度保持在1600°C?1650°C，等精煉到一定程度時(shí)，取樣分析鋁含量；
(5)深度除鋁:經(jīng)取樣檢測(cè)，硅水內(nèi)鋁含量超過(guò)30%，所述硅水與步驟(I)中的組合絮劑的比例為硅水:氯化鎂:碳酸鈉=2500: 40: 57 ;打開(kāi)爐口放出硅水，當(dāng)硅水流到硅包三分之一時(shí)開(kāi)始投入準(zhǔn)備好的組合脫鋁劑總量的三分之一，硅水流到硅包三分之二時(shí)再次投入準(zhǔn)備好的組合脫鋁劑總量的三分之一，硅水流到硅包五分之四時(shí)再次投入準(zhǔn)備好的組合脫鋁劑總量的三分之一，投料過(guò)程中保持硅水溫度在1650°C左右，且需要在30分鐘內(nèi)完成； (6)過(guò)濾除雜:將深度除鋁后的硅水內(nèi)的熔渣除去，所得的硅水中鋁含量為0.18%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種金屬硅冶煉深度除雜的方法，其特征在于，按照以下步驟進(jìn)行: (1)組合絮劑配置:將鎂鹽和鈉鹽按照一定比例混合成組合絮劑備用； (2)高溫熔化:將含有雜質(zhì)的硅礦石投入冶煉爐中，在溫度為1700°C?1800°C的環(huán)境下熔化； (3)吹氧精煉:保持冶煉爐內(nèi)的溫度保持在1600°C?1700°C，將充足的氧氣通入硅水中； (4)取樣檢測(cè):保持冶煉爐內(nèi)的溫度保持在1600°C?1650°C，等精煉到一定程度時(shí)，取樣分析鋁含量； (5)深度除鋁:若硅水內(nèi)鋁含量多11%時(shí)，打開(kāi)爐口放出硅水，當(dāng)硅水流到硅包三分之一時(shí)開(kāi)始投入準(zhǔn)備好的組合脫鋁劑總量的三分之一，硅水流到硅包三分之二時(shí)再次投入準(zhǔn)備好的組合脫鋁劑總量的三分之一，硅水流到硅包五分之四時(shí)再次投入準(zhǔn)備好的組合脫鋁劑總量的三分之一，投料過(guò)程中保持硅水溫度在1650°C左右，且需要在30分鐘內(nèi)完成； (6)過(guò)濾除雜:將深度除鋁后的硅水內(nèi)的熔渣除去。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種金屬硅冶煉深度除雜的方法，其特征在于，所述步驟(I)組合絮劑中鎂鹽和鈉鹽的配備比例按如下方式進(jìn)行: (1)鋁含量在11%?19%之間時(shí)，硅水:鎂鹽:鈉鹽=2500: 14: 30 ； (2)鋁含量在20?30%之間時(shí)，硅水:鎂鹽:鈉鹽=2500: 21: 30 ； (3)鋁含量超過(guò)30%時(shí)，硅水:鎂鹽:鈉鹽=2500: 40: 57。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種金屬硅冶煉深度除雜的方法，其特征在于，所述的鎂鹽為氯化鎂，鈉鹽為碳酸鈉。
【專利摘要】本發(fā)明屬于金屬硅冶煉工藝領(lǐng)域，具體涉及一種金屬硅冶煉深度除雜的方法，包括組合絮劑配置、高溫熔化、吹氧精煉、取樣檢測(cè)、深度除鋁和過(guò)濾除雜六個(gè)步驟。本發(fā)明可在傳統(tǒng)精煉過(guò)程中將金屬硅中的鋁含量降控在0.18%以內(nèi)，可在不過(guò)多增加精煉程序的情況下使冶金級(jí)硅提升到化學(xué)級(jí)硅的品級(jí)，效果比較好、成本低。
【IPC分類(lèi)】C01B33/037
【公開(kāi)號(hào)】CN105110337
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510654085
【發(fā)明人】周繼紅, 丁衛(wèi)民, 林祖徳
【申請(qǐng)人】怒江宏盛錦盟硅業(yè)有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年10月11日