一種用於金屬矽冶煉的還原劑合成碳及其製造方法
2023-09-19 20:34:40
專利名稱：一種用於金屬矽冶煉的還原劑合成碳及其製造方法
技術領域：
本發明涉及金屬矽冶煉的還原劑，具體地說是涉及一種由稻殼和石油焦製成 的冶鍊金屬矽的還原劑一合成碳及其製備方法。
背景技術：
隨著現代科學技術的發展，金屬矽的需求量日益增加。傳統的金屬矽的冶 煉是以木炭及少量的石油焦作還原劑，生產1噸金屬矽需要使用1.5-2噸木炭， 而生產1噸木炭要消耗4噸雜木。每生產1噸金屬矽就要用掉6-8噸木材，消耗 大量的森林資源，造成對生態環境的破壞。長期以來，人們不斷在探索無木炭冶 鍊金屬矽的方法，尋找可以替代木炭冶鍊金屬矽的還原劑。應用石油焦、煤作還 原劑冶鍊金屬矽的生產工藝已有介紹。中國專利申請號200510026545.0公開了 以石油焦、煙煤作為還原劑，以木塊作為疏鬆劑冶鍊金屬矽的方法。這種方法， 雖然不用木炭，可是還要使用木塊作疏鬆劑，仍然要消耗一部分木材，從保護森 林資源的角度，這一方法仍有不足。
發明內容
本發明的目的是提供一種無木炭的冶鍊金屬矽的還原劑一合成碳。這種合成 碳是由石油焦和稻殼為主要原料經擠壓成型的塊狀物。本發明的另一個目的是提 供製備該合成碳的方法。
本發明採用的石油焦和稻殼為主要原料製造合成碳。石油焦的特點是灰份 低，不含或很少含有金屬雜質，但是其單獨用於金屬矽的冶煉時其比電阻低，易 形成碳化矽，不利於冶煉的進行。由於透氣性不好，生產過程中要搗爐以增加透 氣性，將造成熱量散失。稻殼本身堅硬，混在石油焦中，可以起到疏鬆透氣的作 用，減少搗爐次數；稻殼固定炭高，燃燒時還原能力強；同時，稻殼灰份中含有 25%左右的二氧化矽，在矽的冶煉中成為矽源的一部分，可以減少矽石的用量。 花生殼、大豆秸和稻殼具有相似的特徵，可以部分代替稻殼使用。
為了提高合成碳的還原性能，本發明合成碳的原料中還使用了煤和煤焦油， 煤焦油同時作為粘合劑。
本發明的合成碳的組分及其含量是經過發明人進行反覆實驗、摸索總結得出 的。在生產過程中，根據用戶電爐容量不同，百分比含量可以進行調整。
一種用於金屬矽冶煉的還原劑合成碳，含有稻殼和石油焦，^^重量百分比含
稻殼 90-10%。 石油焦 10-90%
本發明的合成碳，其稻殼、石油焦重量百分比含量優選為
稻殼 70-30%。
石油焦 30-70%
本發明的合成碳，還可以含有花生殼，各組分重量百分比含量是
稻殼 50-20% 石油焦 30-70% 花生殼 10-20%本發明的合成碳，還可以含有煤，各組分的重量百分比含量是 稻殼 80-30%。 石油焦 10-50% 煤 5-20%
其中煤選用固定碳大於70%灰分小於3%的煤。
本發明的合成碳，還可以含有煤和煤焦油，各組分的重量百分比含量是 稻殼 70-35% 石油焦 10-50%. 煤 10% 煤焦油 5-10%
其中煤選用固定碳大於70%灰分小於3%的煤。
本發明的合成碳的製備方法，按上述配比取各組分，其中石油焦、煤粉碎成 0-10毫米的顆粒，混合、攪拌均勻，用的NYC-2型制棒機或BC-260成型機， 工作壓力100-120公斤/平方釐米，擠壓成型，即得塊狀合成碳。使用不同口徑 的設備，可以生產出直徑45-65毫米、中心有一個孔徑為5-10毫米的孔、重量 100-250克的棒狀合成碳；也可以生產出球狀合成碳。
將矽石、合成碳按重量比2.0丄4投入電爐中，按照用木炭作還原劑冶鍊金 屬矽的工藝進行生產。
使用本發明的合成碳冶鍊金屬矽具有如下有益效果
1每生產1噸工業矽可以少使用木炭1.5-2噸，即節省6-8噸木材，有利於
森林資源的保護。
2節省源能，每生產1噸金屬矽比使用石油焦作還原劑冶煉省電
500-600kwh/t，增產10%左右；
3合成碳中灰份低，雜質含量少，冶煉出的金屬矽純淨度高； 4合成碳中含有稻殼，其灰份中含有25%左右的二氧化矽，可以節省矽石的
用量；
5合成碳比電阻高，透氣性好，反應活性強，冶煉過程中，爐口燒損少，減 少搗爐次數，減少熱量損失，減輕工人的勞動強度； 6利用稻殼製造合成碳使稻殼變廢為寶。
具體實施例方式
實施例1 本實施例及以下實施例均為生產1000公斤合成碳 IOO公斤稻殼、900公斤石油焦 將將石油焦粉碎成0-10毫米的顆粒，與稻殼混合，攪拌均勻，用清華大學 機械廠設計製造的NYC-2型制棒機擠壓制棒，工作壓力為100-120公斤/平方釐 米，即得合成碳棒。 實施例2
300公斤稻殼、700公斤石油焦，按實施例1的方法製成合成碳。 實施例3
500公斤稻殼、500公斤石油焦，按實施例1的方法製成合成碳。 實施例4
700公斤稻殼、3.00公斤石油焦，按實施例1的方法製成合成碳。 實施例5
900公斤稻殼、IOO公斤石油焦，按實施例1的方法製成合成碳。實施例6
200公斤稻殼、700公斤石油焦、IOO公斤花生殼，按實施例l的方法製成
合成碳。
實施例7 .
350公斤稻殼、500公斤石油焦、150公斤花生殼，按實施例l的方法製成 合成碳。 實施例8
500公斤稻殼、300公斤石油焦、200公斤花生殼，按實施例l的方法製成 合成碳。 實施例9
800公斤稻殼、IOO公斤石油焦、IOO公斤煤，將將石油焦、煤粉碎成O-IO 毫米的顆粒，與稻殼混合，攪拌均勻，用BC-260成型機擠壓制棒，工作壓力為 100-120公斤/平方釐米，即得合成碳棒。
實施例10
750公斤稻殼、20'0公斤石油焦、
成碳
實施例11
600公斤稻殼、300公斤石油焦、碳。
實施例12
450公斤稻殼、400公斤石油焦、
碳°
實施例13
300公斤稻殼、500公斤石油焦、碳。
實施例14
700公斤稻殼、IOO公斤石油焦、 的方法製成合成碳。 實施例15
650公斤稻殼、200公斤石油焦、 例9的方法製成合成碳。 實施例16 '
550公斤稻殼、300公斤石油焦、 的方法製成合成碳。 實施例17
450公斤稻殼、400公斤石油焦、 的方法製成合成碳。 5實施例18
350公斤稻殼、500公斤石油焦、 的方法製成合成碳。
50公斤煤混合，用實施例9的方法製成合 IOO公斤煤，用實施例9的方法製成合成 150公斤煤，用實施例9的方法製成合成 200公斤煤，用實施例9的方法製成合成 IOO公斤煤、IOO公斤煤焦油，用實施例9 IOO公斤煤、50公斤煤焦油混合，用實施 IOO公斤煤、50公斤煤焦油，用實施例9 IOO公斤煤、50公斤煤焦油，用實施例9 IOO公斤煤、50公斤煤焦油，用實施例9
權利要求
1 一種用於金屬矽冶煉的還原劑合成碳，含有稻殼和石油焦，其重量百分比含量為稻殼 90-10％。石油焦 10-90％。
2.一按照權利要求1所述的合成碳，其稻殼、石油焦重量百分比含量為 稻殼 70-30%。 石油焦 30-70% 。
3.按照權利要求1所述的合成碳，還含有花生殼，其稻殼、石油焦、花生殼 重量百分比含量為， z 稻殼 50-20% 石油焦 30-70% 花生殼 10-20% 。
4.按照權利要求1所述的合成碳，還含有煤，其稻殼、石油焦、、煤的重量 百分比含量為稻殼 80-30%。 石油焦 10-50% 煤 5-20%其中的煤選用固定碳大於70%灰分小於3%的煤。
5.按照權利要求1所述的合成碳，還含有煤和煤焦油，其稻殼、石油焦、煤 和煤焦油的重量百分比含量為 稻殼 70-35% 石油焦 10-50% 煤 10% 煤焦油 5-10%其中煤選用固定碳大於70%灰分小於3%的煤。
6.如權利要求1-5所述的合成碳的製備方法按權利要求1-5的配比取各組 分，其中石油焦、煤粉碎成0-10毫米的顆粒，混合、攪拌均勻，用擠壓機，工 作壓力為100-120公斤/平方釐米，擠壓成型即得合成碳。
全文摘要
本發明涉及冶鍊金屬矽還原劑的合成碳及其製造方法，該合成碳含有石油焦和稻殼，其重量百分比含量為石油焦10-90％、稻殼90-10％，將其混合，攪拌均勻用擠壓機，工作壓力為100-120公斤/平方釐米，擠壓成型而成。使用該合成碳有益效果是不用木炭，有利於森林資源的保護，節省電能，冶煉出的金屬矽純淨度高，可以節省矽石的用量，減少熱量損失，減輕工人的勞動強度，使稻殼變廢為寶。
文檔編號C01B33/00GK101434392SQ20071005630
公開日2009年5月20日 申請日期2007年11月13日 優先權日2007年11月13日
發明者岱 李 申請人:岱 李