一种工业硅冶炼用新型还原剂及组配方法与流程

1.本发明涉及工业硅冶炼技术领域，尤其涉及一种工业硅冶炼用新型还原剂及组配方法。


背景技术：

2.碳质材料是工业硅冶炼的重要原料，工业硅生产中还原剂的性质直接影响到工业硅产品质量，还原剂的选择要求固定碳含量高、灰分低、电阻率大，反应活性较强、挥发分适中，且具有一定的机械强度和稳定的水分。一直以来，工业硅冶炼常用的碳质还原剂主要有木炭、石油焦、粘结指数大于70的洗精煤及其碳质混合物。
3.一般焦炭产品原料主要以具有较强粘结性的焦煤、肥煤等炼焦煤种为主，兰炭一般以单一煤种生产，在生产过程中不需要配煤。因此，兰炭具有“三高四低”的特点,既固定炭高、比电阻率高、化学活性高、灰分低、硫低、磷低、水分低，且兰炭的比电阻达到3500μω,生产中可以使电极深而稳的插入料层之中,有利于减热损失、扩大坩埚区、有效提高产品产量。目前兰炭主要用于铁合金生产、高炉炼铁，因其铁含量偏高，在工业硅生产中无产业化应用情况。
4.近年来，随着工业硅产能的不断扩增，传统工业硅冶炼用碳质资源紧缺，采购困难，进一步增加工业硅冶炼用碳质原料使用渠道，工业硅冶炼中传统技术所用焦类还原剂为单一的石油焦，煤类还原剂则为单一的有粘结洗精煤，进而拓宽工业硅冶炼用还原剂选择和使用渠道，是工业硅冶炼实现持续稳定发展亟待解决的关键共性技术难题。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种工业硅冶炼用新型还原剂及组配方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种工业硅冶炼用新型还原剂，包括生物质碳、焦类还原剂、煤类还原剂，其中焦类还原剂由兰炭和石油焦组成，煤类还原剂由无粘结洗精煤和有粘结洗精煤组成。
8.作为本技术方案的进一步改进方案：所述焦类还原剂中兰炭和石油焦的二者质量配比为1～2:1～4。
9.作为本技术方案的进一步改进方案：所述煤类还原剂中无粘结洗精煤和有粘结洗精煤的二者质量配比为0.5～2:1～6。
10.作为本技术方案的进一步改进方案：所述焦类还原剂中兰炭和石油焦的二者质量配比为1：4。
11.作为本技术方案的进一步改进方案：所述焦类还原剂中兰炭和石油焦的二者质量配比为1：1.5。
12.作为本技术方案的进一步改进方案：所述煤类还原剂中无粘结洗精煤和有粘结洗精煤的二者质量配比为1：5.7。
13.作为本技术方案的进一步改进方案：所述煤类还原剂中无粘结洗精煤和有粘结洗精煤的二者质量配比为1:4.7。
14.本发明还提供一种工业硅冶炼用新型还原剂的组配方法：新型还原剂按照质量比将生物质碳、兰炭、石油焦、焦类还原剂、有粘结洗精煤、无粘结洗精煤进行充分混合，用输料设备送入矿热炉进行工业硅冶炼生产。
15.作为本技术方案的进一步改进方案：新型还原剂按照质量比将生物质碳：兰炭：石油焦：焦类还原剂：有粘结洗精煤：无粘结洗精煤为35％： 5％:20％:34％:6％进行充分混合，用输料设备送入矿热炉进行工业硅冶炼生产。
16.作为本技术方案的进一步改进方案：新型还原剂按照质量比将生物质碳：兰炭：石油焦：焦类还原剂：有粘结洗精煤：无粘结洗精煤为35％： 10％:15％:33％:7％进行充分混合，用输料设备送入矿热炉进行工业硅冶炼生产。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.本发明通过开拓使用兰炭和无粘结洗精煤，通过与石油焦、有粘结洗精煤进行科学组配，利用各自质量之间的差异实现互补优化组合，从而拓宽工业硅冶炼用还原剂选择和使用渠道，助力硅产业可持续健康发展。
19.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
21.图1为本发明提出的一种工业硅冶炼用新型还原剂的组配方法的示意图。
具体实施方式
22.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
23.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
24.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
25.一种工业硅冶炼用新型还原剂，包括生物质碳、焦类还原剂、煤类还原剂，其中焦
类还原剂由兰炭和石油焦组成，二者配比1～2:1～3％；煤类还原剂由无粘结洗精煤和有粘结洗精煤组成，二者配比为0.5～2:1～3％。
26.实施例1：按质量比，将35％生物质炭100kg、5％兰炭10kg、20％石油焦51kg、34％有粘结洗精煤110kg、6％无粘结洗精煤19kg进行充分混合，用输料设备送入25500kva矿热炉进行工业硅冶炼生产。投入使用后，电炉炉况稳定，产量和质量平稳，电炉平均日产量48.66～49.25t/d,固定碳单耗 1.109-1.112t/t,4210级以上优质工业硅产品产出率98.53-99.12％。
27.实施例2：按质量比，将35％生物质炭100kg、10％兰炭26kg、15％石油焦 31kg、33％有粘结洗精煤107kg、7％无粘结洗精煤22kg进行充分混合，用输料设备送入25500kva矿热炉进行工业硅冶炼生产。投入使用后，电炉炉况稳定，产量和质量平稳，电炉平均日产量47.713～48.168t/d,固定碳单耗 1.113-1.118t/t,4210级以上优质工业硅产品产出率97.49-98.64％。
28.本发明的工作原理是：
29.通过有粘结洗精煤和无粘结洗精煤的组配使用，实现二者在杂质成分、粘结指数上的优化组配，也同时有效应用了二者因质量不同而存在的价格差，保证组配后洗精煤具有一定的粘结指数，物料入炉后能具有一定的烧结性，实现了无粘结洗精煤在工业硅冶炼中的创新应用；
30.通过兰炭和石油焦的组配使用，实现二者在杂质成分上的最优组合，也同时有效应用了二者因质量不同而存在的价格差。整体技术在进一步开拓还原剂选择使用渠道的同时，为降低还原剂使用成本提供了技术支持。
31.以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。