專利名稱：生產金屬硅的方法及該法所用的還原劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及金屬硅的生產方法以及該法中所用的還原劑。
金屬硅是用于生產含硅合金及電子工業等方面的重要原料。傳統的生產方法是用碳質還原劑，在礦熱爐中將硅石還原成硅。由于金屬硅對Fe、Al、Ca等雜質的含量有嚴格的要求。因此在用礦熱爐法生產金屬硅時，除選用SiO2含量在99％(重量)以上的硅石外，還必須選用反應性能好，灰份低的碳質還原劑。在已知的還原劑中，木炭被認為是最理想的還原劑。它反應性能好，灰份又不太高，即使其所生產的產品中含有超標的雜質，可通過爐外精煉達到要求的指標。所以用木炭生產金屬硅一直是本領域中首選的方法。但由于木炭是通過木材干餾而獲得的，因此燒制木炭必然消耗大量森林資源。木炭的大量消耗，使我國很多地區已無林可采。這從現代的生態保護的觀點來看是絕對不可取的。
石油焦是一種公知的低雜質含量的還原劑。使用它不需要爐外精煉就可得到優質的金屬硅。近年來國內外也有一些廠家采用石油焦加木屑或配加木塊來生產金屬硅。但石油焦具有強石墨化的特性，它在礦熱爐的冶煉溫度下迅速石墨化，從而使爐底上漲，結果不得不經常停產扒爐，不僅浪費大量電能，還給工人的操作帶來極大不便。因此，用石油焦生產金屬硅時，如何克服爐底上漲一直是難以解決的問題，因此本發明的目的在于提供一種克服了上述缺點的生產金屬硅的方法；發明的目的還在于提供一種用于上述方法的還原劑。
本發明是這樣實現的在礦熱爐中，以SiO2含量大于99％(重量)的硅石為硅源，以灰份小于4％(重量)，灰份中SiO2≥45％(重量)，Fe2O3＜10％(重量)，Al2O3＜15％(重量)，CaO＜6％(重量)，揮發份＜8％(重量)的類木炭為還原劑進行冶煉。并在配料時使硅石和還原劑所帶入金屬硅中的Fe含量小于0.5％(重量)。
本文所述的“類木炭”是由不粘性煙煤經過選、洗使其灰份小于2.5％(重量)，再經焦化而得到的灰份小于4％(重量)，灰份中SiO2≥45％(重量)，Fe2O3＜10％(重量)，Al2O3＜15％(重量)，CaO＜6％(重量)，揮發份＜8％(重量)的焦炭。所述的選、洗及焦化均屬常規的處理方法。
本文所用術語“類木炭”是指一種灰份含量低于木炭，而反應性能與木炭相近的焦炭。它是用不粘性煙煤，經選、洗和焦化而得到的低雜質含量的焦炭。
通過本發明的生產金屬硅的方法，采用本發明的類木炭作還原劑進行冶煉，可以得到Si≥98.5％(重量)，Fe＜0.5％(重量)，Al＜0.5％(重量)，Ca＜0.3％(重量)的金屬硅實施例1使不粘性煙煤經選、洗至其灰份為2.3％(重量)，再在焦化爐中焦化，結果得到灰份＝3.8％(重量)，灰份中的SiO2＝45.8％(重量)，Al2O3＝13％(重量)，Fe2O3＝8.7％(重量)，CaO＝4.5％(重量)，揮發份＝6.8％(重量)的類木炭。
將SiO2＝99.7％(重量)，Fe2O3＝0.08％(重量)，Al2O3＝0.05％(重量)，CaO＝0.03％的硅石和所得的類木炭，根據固定碳的需要進行配比后于礦熱爐中進行冶煉。具體的工藝操作，與用木炭冶煉金屬硅的操作相同。結果得到Al＝0.43％(重量)，Fe＝0.46％(重量)，Ca＝0.25％(重量)的金屬硅。
本發明具有節約能源，操作簡單，保護生態環境等經濟與社會效益。
權利要求
1.生產金屬硅的方法，該方法是以硅石作為硅源以碳質材料作為還原劑，使硅石和還原劑所帶入金屬硅的Fe含量小于0.5％(重量)，通過礦熱爐冶煉生產金屬硅，其特征在于，所使用的碳質還原劑是類木炭，它是由不粘性煙煤經過選、洗將灰份降低到2.5％(重量)以下，然后焦化而得到的，類木炭的灰份小于4％(重量)，在灰份中SiO2不小于45％(重量)，Al2O3＜15％(重量)，Fe2O3＜10％(重量)，CaO＜6％(重量)，揮發份小于8％(重量)。
2.礦熱爐生產金屬硅用的還原劑，其特征是，所述的還原劑是由不粘性煙煤經過選、洗使其灰份小于2.5％(重量)，然后焦化而得到的類木炭，其灰份小于4％(重量)，灰份中的SiO2不小于45％(重量)，Al2O3＜15％(重量)，Fe2O3＜10％(重量)，CaO＜6％(重量)，揮發份小于8％(重量)。
全文摘要
一種灰份小于4%(重量),灰份中:SiO
文檔編號C01B33/00GK1192424SQ9811340
公開日1998年9月9日 申請日期1998年1月6日 優先權日1998年1月6日
發明者鞠遠峰 申請人:鞠遠峰