一种冶炼金属硅的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108862280A(43)申请公布日2018.11.23(21)申请号201810773013.0(22)申请日2018.07.14(71)申请人天津炜润达新材料科技有限公司地址301899天津市宝坻区宝坻经济开发区天通路1号(72)发明人朱万政王三忠田博高波鄢长喜魏久江曹村兵(74)专利代理机构天津市新天方专利代理有限责任公司12104代理人张强(51)Int.Cl.C01B33/025(2006.01)B22D27/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种冶炼金属硅的方法(57)摘要本发明提供一种冶炼金属硅的方法，其步骤为：接通矿热炉的电源，对矿热炉的炉体内进行升温处理，将硅矿石原料加入矿热炉中；进行煅烧熔融，发生还原反应；进行造渣精炼并静置分层；造渣精炼后的硅液从矿热炉的出口流出，在该过程中，开启水冷装置，定向凝固；待硅液全部结晶完毕，采用机械切除杂质浓度高的部分，即得金属硅。本发明生产工艺简单易行，通过采用木炭、石油焦、烟煤混合物料还原硅矿石，结合造渣精炼，采用定向凝固法，同时去除多种杂质，满足了冶金级高纯硅的要求，进而提高了金属硅产品的质量，适于产业化生产。CN108862280ACN108862280A权利要求书1/1页1.一种冶炼金属硅的方法，其特征在于，其步骤为：a、接通矿热炉的电源，对矿热炉的炉体内进行升温处理，将矿热炉升温至500℃-700℃，并将硅矿石原料经粉碎、筛分、清洗、干燥后加入矿热炉中；b、将混合物料加入矿热炉中，并将矿热炉升温至1600℃-1900℃，进行煅烧熔融，发生还原反应；c、还原反应结束后，由进料端加入造渣剂后，将矿热炉升温至1200℃-1400℃，发生化学反应进行造渣精炼，造渣精炼结束后，混合液静置，硅液上浮与渣相分层；d、造渣精炼后的硅液从矿热炉的出口流出，在该过程中，开启水冷装置，进行定向凝固；e、利用杂质在硅液结晶过程中的平衡分凝系数远小于1的性质，采用定向凝固法，使杂质不断从固-液界面偏析到硅液中，待硅液全部结晶完毕，采用机械切除杂质浓度高的部分，即得金属硅。2.根据权利要求1所述的一种冶炼金属硅的方法，其特征在于，所述步骤a中硅矿石的筛分粒度为10mm-30mm，干燥温度为80℃-100℃，干燥时间为15min-18min。3.根据权利要求1所述的一种冶炼金属硅的方法，其特征在于，所述步骤b中的混合物料由如下重量份数的原料组成：4.根据权利要求3所述的一种冶炼金属硅的方法，其特征在于，所述步骤b中采用干式电磁除铁器对混合物料中的木炭、石油焦、烟煤进行磁选除铁。5.根据权利要求1所述的一种冶炼金属硅的方法，其特征在于，所述步骤c中的造渣剂选用粒度为10mm-15mm的二氧化硅。6.根据权利要求1所述的一种冶炼金属硅的方法，其特征在于，所述步骤e中采用切割刀具进行机械切除。2CN108862280A说明书1/4页一种冶炼金属硅的方法技术领域[0001]本发明涉及金属硅冶炼技术领域，尤其涉及一种冶炼金属硅的方法。背景技术[0002]金属硅又称结晶硅或工业硅，金属硅是由石英和焦炭在电热炉内冶炼成的产品，金属硅已成为很多新兴能源市场的初级产品。近年来，随着市场对金属硅产品质量、品种要求的越来越高，对金属硅的冶炼也提出了新要求。[0003]在传统的金属硅冶炼过程中，主要有湿法冶金法(酸洗、溶液腐蚀)、熔渣处理法、粉末冶金法、气体吹炼法、能束(电子束、等离子束)法、定向凝固法、硅合金法、高纯原料法、钠还原法、铝热还原法和电解法，采用上述金属硅的冶炼方法不能同时去除多种杂质，往往只能对其中的某种杂质有效，无法满足冶金级高纯硅的要求，进而影响着金属硅产品的质量。发明内容[0004]本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种冶炼金属硅的方法。[0005]本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：[0006]一种冶炼金属硅的方法，其特征在于，其步骤为：[0007]a、接通矿热炉的电源，对矿热炉的炉体内进行升温处理，将矿热炉升温至500℃-700℃，并将硅矿石原料经粉碎、筛分、清洗、干燥后加入矿热炉中；[0008]b、将混合物料加入矿热炉中，并将矿热炉升温至1600℃-1900℃，进行煅烧熔融，发生还原反应；[0009]c、还原反应结束后，由进料端加入造渣剂后，将矿热炉升温至1200℃-1400℃，发生化学反应进行造渣精炼，造渣精炼结束后，混合液静置，硅液上浮与渣相分层；[0010]d、造渣精炼后的硅液从矿热炉的出口流出，在该过程中，开启水冷装置，进行定向凝固；[0011]e、利用杂质在硅液结晶过程中的平衡分凝系数远小于1的性质，采用定向凝固法，使杂质不断从固-液界面偏析到硅液中，待硅液全部结晶完毕