Способ получения кремний- и углеродсодержащего формованного сырья Советский патент 1984 года по МПК C01B33/02 

11 Нзобретение относится к кремнийи углеродсодержащему формованному сырью, в частности к способу получения кремний- и углеродсодержащего формованного сьфья д,ля пронзводст1 а кремния в электропечи. Известен способ получения кремний и углеродсодержащего фор.-юванного сырья, при котором мелкозернистый носитель кремния смеажвают с мелкозернистым углем и полученную смесь брикетируют под давлением CilНедостатком известного способа лв ляется низкий выход кремния, так как формованные изделия при восстановлеНИИ быстро распадаются, Известен способ получения кремний и углеродсодержащего формованного сы рья путем смешения носителя кремния со спекающимся углами брикетированием смеси при температуре до 300°С С2. Недостаток известного способа заключается в том, что выход кремния не превышает 80%. Кроме того, энергозатраты в процессе выплавки кремни являются относительно большими. Цель изобретения - повышение выхода кремния и снижение энергозатрат в процессе выплавки кремния. Поставленная цель достигается тем что согласно способу получения кремний- и углеродсодержащего формованно го сырья для производства кремния в электропечи, включающему смешение ne ка со спекающимся углем и брикетирование смеси при повышенной температу ре, брикетирование ведут при 350-650 а смешение исходных компонентов - пр соотношении, мас.%: . Песок60-70 Спекающийся уголь 30-40 Исходные Компоненты дополнительно содержат нефтяной кокс при следующем их соотношении, мас.%; Песок58-70 Спекающийся уголь 20-30 Нефтяной кокс10-20 Г рикетирование ведут в изделие весом 10-100 г, Получаемые брикеты обычно содержат углерод и двуокись кремния з соотноше нии (30-60) - (40-70). Пример К 63,5 вес.% песка, содержащего 90% двуокиси кремния, ийгенсивно смешивают с 36,5 вес,% спекающегося угля, содержащего 70% услнрода, и полученн т() смесь перерабатываюг в брикеты весом 20 г при (для сравнения - гфи ). Пример 2. 66 вес.% песка, содержащего 90% двуокиси кремния, инTCHCiiBHO смеш1- вают с 12 вес.% нефтяь:ого кокса, содержащего 90% углерода, и 22 Бес.% спекающегося угля, содержащето 70% углерода, и пол ченную Смесь перерабатывают в брикеты весом 20 г при (для сравнения - при ) . Пример 3. Повторяют пример 1 с той ра:; ницей,, что исходные компоненть в весовом соотношении 60:40 (для сравнения - в весовом соотношении 50:50). :1 р и м ер 4. Повторяют пример 1 с той разницей, что исходные компоненты берут в весовом соотношении /0:30, причем применяемый песок содержит 80% двуокиси кремния, а применяемый спекающийся уголь - 80% углерода (для сравнения - песок и спекающийся уголь взяты в весовом соотношении 75:25, причем применяемый песок содержит 75% двуокиси кремгжя,, а спекающийся уголь - 90% углерода), Пример 5. Повторяют пример . с той разницей, что брикетирование проводят при , П р и м ер 6. Повторяют пример 1 с той разницей, что брикетирование проводят при (для сравнения - при ). Г1 р и м ер 7. Повторяют пример 1 с той разницей, что брикетирозапие ведут в изделие весом а) 10 г и б) 100 г„ К р и м е р 8. Повторяют пример 2 с той разницей, что песок,спекающийся зголь и нефтяной кокс берут, в весовом соотношении 70:20:10. --Р этом применяемый песок содержит 85% двуокиси чремния (для сравнения necdK, спекаюи(ийся уголь и нефтяной кокс взяты в весовом соотношении 75:17:8. причем песок содержит 75% двуокиси углерода, а спекающийся уголь н нефтяной кокс содержат 90 и 95% углерода соответственно. Пример 9. Повторяют пример 2 с той разницей, что песок, спекающийся уголь и нефтяной кокс берут в весовом соотношении 60:30:10. Пример 10, Повторяют пример 2 с той разницей, что песок, спе310

кающийся уголь и нефтяной кокс берут в весовом соотнош.ении 60:20:20.

Пример 11. Повторяют пример 2 с той разницей, что песок, спекающийся уголь и нефтяной кокс берут в весовом сооти ении 58:30:12 (для сравнения - при весовом соотношении 55:40:5).

Пример 12. В электропечь мощностью 40 кВт, имеющую диаметр 254 мм и высоту 254 мм и снабженную двумя вертикальными графитовыми электродами, диаметром 38,1 мм, подают брикеты, полученные по примерам 1-11. Кроме того, в межбрикетное пространство подают песок. Нагревание шихты осуществляют в две стадии, причем на первой стадии шихту нагревают при lyOO C, а на второй стадии при 1850с. Процесс проводят 24 ч.

Результаты процесса приведены в таблице.

Продолжение таблицы

Сравнение данных таблицы свидетельствует от том, что высокий выход кремния (94%) при энергозатратах порядка 11 000 кВт-ч/т кремния достигается только при проведении бри

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНИЙИ УГЛЕРОДСОДЕРЖА11(ЕГО ФОРМОВАННОГО СЫРЬЯ для производства кремния в электропечи, включающий смешение песка со спекающимся углем и брикетирование смеси при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода кремния и снижения энергозатрат в процессе выплавки кремния, брикетирование ведут при 350-650 С, а сь ешение исходных компонентов - при соотношении, мас.%: Песок60-70 Cпeкaюш йcя уголь 30-40 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что исходные компоненты дополнительно содержат нефтяной кокс при следующем их соотношении , мае.%: 58-70 Песок 20-30 С Спекающийся уголь 10-20 Нефтяной кокс и 2, 3.Способ по пп 1 о т л и чающийся -тем, что брикетирование ведут в изделие весом 10 о 100 г. со 00 ии со