ОКУСКОВАННАЯ ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ КРЕМНИЯ Российский патент 1995 года по МПК C01B33/25 

Описание патента на изобретение RU2049057C1

Предполагаемое изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии производства кремния плавкой в рудно-термических печах.

В настоящее время при производстве кремния образуется множество мелкого кремнеземсодержащего материала, представленного в основном мелким кварцитом, пылью газоочистки, которые являются отходами производства.

Размер таких частиц составляет 1 мкм 20 мм.

В технологическом процессе этот материал не принимает участие из-за своего малого размера, т.к. либо выносится из печи газовым потоком, либо испаряется при высокой температуре печи, не успев вступить в реакцию.

Кроме того, при производстве кремния образуется большое количество пыли очень ценного, но хрупкого углеродсодержащего продукта древесного угля, а также нефтекокса, которые также не принимают участие в технологическом процессе, и является отходами.

Окусковывание этих материалов позволяет возвращать их в технологический процесс. Но известные технические решения по окусковыванию шихты не позволяют получить одновременно высоко пористый и прочный окускованный материал.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является шихта, в состав которой входит кремнеземистая пыль, уловленная из отходящих газов электропечи, угольная и коксовая пыль, а также связующее, в качестве которого используют раствор натриевой щелочи и кремниевого порошка.

Недостатком шихты является низкая термостойкость и слабая механическая прочность окускованного материала.

Задачей предполагаемого изобретения является получение высокопористого и высокопрочного окускованного шихтового материала.

Поставленная задача решается тем, что окускованная шихта для выплавки кремния дополнительно содержит микрокремнезем при следующем соотношении компонентов, мас.

Мелкий кремнеземсодержащий материал 45-55
мелкий углеродсодержащий материал 30-35 натриевая щелочь 5-8 металлический кремний 0,5-2 микрокремнезем 7,5-12
При перемешивании всех компонентов шихты происходит взаимодействие кремнеземсодержащего материала со щелочью по реакции:
SiO2+NaOH _→ Na2O·SiO2 (1)
Т. е. происходит образование жидкого стекла, которое в момент реакции обладает высокой химической активностью по отношению к металлическому кремнию, при взаимодействии с которым образуется бисиликат натрия по реакции:
Na2O·SiO2+Si+2H2O _→ Na2O·2SiO2+H2 (2)
Полимеризующийся бисиликат натрия и выделяющийся водород с парами воды способствуют образованию прочной пористой структуры шихты.

Однако, реакция взаимодействия реагентов (1) идет очень медленно, в течение 1,5-2 суток.

При добавлении микрокремнезема, размер частиц которого составляет 1-150 мкм, скорость реакции (1) резко возрастает и время взаимодействия реагентов составляет 20-30 мин.

Кроме того, добавление микрокремнезема способствует образованию необходимого фракционного состава шихты, а также образованию пленки, которая, высыхая, создает на поверхности комка гладкую корочку, удерживающую выделяющиеся газы внутри комка. Это способствует увеличению пористости и равномерному распределению пор в объеме окускованного материала.

Как следует из таблицы, по сравнению с прототипом использование микрокремнезема в составе шихты позволяет увеличить пористость (на 10%), получить окомкованную шихту высокой прочности (175-180 кг) брикет при 1200оС), а также значительно сократить время образования окомкованного шихтового материала (до 20-30 мин).

Похожие патенты RU2049057C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКУСКОВАННОЙ ШИХТЫ 1993
  • Черняховский Л.В.
  • Апончук А.В.
  • Радченко Н.Ф.
  • Николаев А.С.
  • Клец В.Э.
  • Романов В.С.
RU2103386C1
ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ КРЕМНИЯ РУДНО-ТЕРМИЧЕСКИМ ВОССТАНОВЛЕНИЕМ 2010
  • Черняховский Леонид Владимирович
  • Тиунов Юрий Анатольевич
  • Паткин Павел Григорьевич
RU2431602C1
ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КРЕМНИЯ И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВАННОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КРЕМНИЯ 1997
  • Евсеев Н.В.
  • Радченко Н.Ф.
  • Аносов В.Ф.
  • Теляков Г.В.
  • Ястребов Ю.П.
  • Федоров Н.И.
RU2151738C1
Брикетированная шихта для выплавки кремния технического 2021
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Лазаревский Павел Павлович
  • Шакирова Элла Николаевна
RU2796955C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ 1992
  • Евсеев Н.В.
  • Черняховский Л.В.
  • Радченко Н.Ф.
RU2036836C1
Способ получения технического кремния 2019
  • Немчинова Нина Владимировна
  • Тютрин Андрей Александрович
  • Бельский Сергей Сергеевич
RU2703084C1
ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ЧИСТОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ 2009
  • Лесников Александр Калистратович
  • Заддэ Виталий Викторович
  • Лесников Петр Александрович
  • Стребков Дмитрий Семенович
RU2424341C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЖЕЛЕЗА 2011
  • Черных Владимир Евгеньевич
  • Вершаль Владимир Владимирович
  • Рыбкин Сергей Георгиевич
RU2497953C2
ОКУСКОВАННАЯ ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ КРЕМНИЯ 2002
  • Тороев Асанбек Абакирович
  • Черняховский Л.В.
  • Чернов Л.Л.
  • Киселев А.И.
  • Тиунов Ю.А.
  • Янчевский И.В.
RU2228376C2
Способ приготовления шихты для производства карбида кремния 2021
  • Дошлов Иван Олегович
  • Горяшин Никита Александрович
  • Ковалев Михаил Сергеевич
  • Дошлов Олег Иванович
  • Турусин Александр Андреевич
  • Лукьянова Юлия Сергеевна
RU2771203C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 049 057 C1

Реферат патента 1995 года ОКУСКОВАННАЯ ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ КРЕМНИЯ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии производства кремния плавкой в рудно-термических печах. Предлагаемый состав шихты содержит, мас. мелкодисперсный кремнеземсодержащий материал 45 55, мелкодисперсный углеродсодержащий материал 30 35, натриевая щелочь 5 8, порошкообразный кремний 0,5 2, микрокремнезем 7,5 12. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 049 057 C1

ОКУСКОВАННАЯ ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ КРЕМНИЯ карботермическим восстановлением, включающая мелкодисперсные кремнезем- и углеродсодержащие вещества, натриевую щелочь и порошкообразный кремний, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит микрокремнезем при следующих соотношениях компонентов, мас.

Мелкодисперсное кремнеземсодержащее вещество 45 55
Мелкодисперсное углеродсодержащее вещество 30 35
Натриевая щелочь 5 8
Порошкообразный кремний 0,5 2
Микрокремнезем 7,5 12

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2049057C1

Видоизменение прибора для получения стереоскопических впечатлений от двух изображений различного масштаба 1919
  • Кауфман А.К.
SU54A1
Машина для добывания торфа и т.п. 1922
  • Панкратов(-А?) В.И.
  • Панкратов(-А?) И.И.
  • Панкратов(-А?) И.С.
SU22A1

RU 2 049 057 C1

Авторы

Черняховский Л.В.

Апончук А.В.

Клец В.Э.

Радченко Н.Ф.

Гашенко С.И.

Даты

1995-11-27Публикация

1993-09-09Подача