专利名称：一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法
技术领域：
本发明涉及冶炼技术领域，尤其是涉及电冶炼炉中的一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法。
背景技术：
目前，硅铁和硅钙的冶炼，是将炭素原料破碎至10～30mm的粒度，硅石大容量电炉加工成40～120mm的块状，小容量的电炉3000kva以下加工成25～80mm的块状，按照二氧化硅和炭素的一定比例入炉生产，采用这种原料生产，由于煤、硅石等原料均有一定的粒度，尤其是煤，其在冶炼炉内始终不熔化，当硅石、白灰熔化后，在煤的表面和逐渐进入煤的孔隙中，才能进行化学反应，这样反应物的接触面积非常有限，因而化学反应速度比较缓慢，因而严重的影响了产量，并伴随着能耗的提高，采用目前的原料生产一般日产量为20～25吨，吨电耗8400～9000kvA，硅钙的吨电耗在13000kvA；由此可以看出采用目前的加工方法生产的原料，其电耗很高，严重的浪费能源，而且产量低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种能大幅度增加原料的反应接触面积、提高炉内化学反应速度，能明显降低电耗、提高产量的一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法。
本发明通过如下方式实现一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法，其特征在于分别将二氧化硅和炭素原料粉碎至1mm以下的细末，按照重量比为SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型；所述成型方法是将炭素、二氧化硅原料细粉混合加入搅拌机中搅拌，再加入原料重量的3-15％的水分，待搅拌均匀后，加入对辊成型机中压制成型，成型好球料的变性处理后在自然中晾晒、自然风干；所述搅拌的同时加入原料重量的1～10％的粘接剂；所述粘接剂可以是聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、羟甲基纤维素、不饱和树脂，也可以是消化白灰；所述变性处理是指在球料的表面粘上1mm以下的一层加工好的颗粒直径为1mm以下的二氧化硅粉。
所述炭素原料为焦碳和无烟煤，其重量百分含量均为0～100％。
本发明有如下效果电冶炼炉产量的高低就是化学反应速度的快慢之分，传统的冶炼方法，炭素原料和硅石有限的接触面积是阻碍反应速度提高的关键所在。如果两个碳原子和一个二氧化硅分子碰在一起，温度在2000℃时，反应速度是相当快的，比共熔速度还快，但是电炉的原料焦碳是块状，不是以原子状态存在的，只有熔化的硅石在碳的表面上和不断渗入焦碳的毛细孔中和碳反应，这样有限的反应接触面积大大的阻碍了化学反应的速度；而采用本发明提供的方法生产的原料，硅石和炭素原料均是1mm以下的细粉，而且两种原料混合均匀压制在一起，因而极大的扩大了反应接触面积，当冶炼温度一到，参加反应的原子和分子个数多，因此整个的化学反应时间就短，所以单位时间内的产量就高，从而单位质量的产品能耗就低。炭素和二氧化硅都是固体不是气体，两种分子自由碰撞的几率等于零，而本发明提供的方法将两种物质充分磨细，均匀的掺合在一起，两种物质分子碰撞在一起几率大大增加了，当外界供给的能量达到活化要求时，反应很快就完成了。通过实验证明，采用本发明提供的方法反应时间比原来缩短了三分之一。
为了提高球料的电阻率，本发明对球料进行了变性处理，这样可以大大提高原料的电气性能，使电炉电极深深插入料层中，降低热损失，提高电效率。
具体实施例方式
实施例1一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法，分别将二氧化硅和重量百分含量为20％的焦碳、80％的无烟煤粉碎至1mm以下的细末，按照重量比为SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型。
成型方法是将焦碳、无烟煤和二氧化硅原料细粉混合加入搅拌机中搅拌，再加入原料重量的3-15％的水分，待搅拌均匀后，加入对辊成型机中压制成型，成型好球料的变性处理后在自然中晾晒、自然风干。所述变性处理是指在球料的表面粘上1mm以下的一层加工好的颗粒直径为0～1mm的二氧化硅粉，方法是在压球机出料皮带运输机的卸料端，制造一个斜面，装上或撒上拌有粘接剂的二氧化硅粉，其中粘接剂3～10％，水分为5～30％，料球从上面滚下来，便粘上了一层二氧化硅粉，或者将拌有粘接剂的二氧化硅粉，撒在摊开的料球上，人工翻倒几次，也能达到目的。
实施例2一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法，分别将二氧化硅和重量百分含量为30％的焦碳、70％的无烟煤粉碎至1mm以下的细末，按照重量比为SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型。
成型方法是将焦碳、无烟煤和二氧化硅原料细粉混合加入搅拌机中搅拌，再加入原料重量的3-15％的水分，搅拌的同时加入原料重量的1～10％的聚丙烯酰胺作为粘接剂，待搅拌均匀后，加入对辊成型机中压制成型，成型好球料的变性处理后在自然中晾晒、自然风干。所述变性处理是指在球料的表面粘上1mm以下的一层加工好的颗粒直径为0～1mm的二氧化硅粉，方法是在压球机出料皮带运输机的卸料端，制造一个斜面，装上或撒上拌有粘接剂的二氧化硅粉，其中粘接剂3～10％，水分为5～30％，料球从上面滚下来，便粘上了一层二氧化硅粉，或者将拌有粘接剂的二氧化硅粉，撒在摊开的料球上，人工翻倒几次，也能达到目的。
实施例3一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法，分别将二氧化硅和重量百分含量为10％的焦碳、90％的无烟煤粉碎至1mm以下的细末，按照重量比为SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型。
成型方法是将焦碳、无烟煤和二氧化硅原料细粉混合加入搅拌机中搅拌，再加入原料重量的3-15％的水分，搅拌的同时加入原料重量的1～10％的聚乙烯醇作为粘接剂，待搅拌均匀后，加入对辊成型机中压制成型，成型好球料的变性处理后在自然中晾晒、自然风干。所述变性处理是指在球料的表面粘上1mm以下的一层加工好的颗粒直径为1mm以下的二氧化硅粉，方法是在压球机出料皮带运输机的卸料端，制造一个斜面，装上或撒上拌有粘接剂的二氧化硅粉，其中粘接剂3～10％，水分为5～30％，料球从上面滚下来，便粘上了一层二氧化硅粉，或者将拌有粘接剂的二氧化硅粉，撒在摊开的料球上，人工翻倒几次，也能达到目的。
实施例4一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法，分别将二氧化硅和重量百分含量为40％的焦碳、60％的无烟煤粉碎至1mm以下的细末，按照重量比为SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型，成型方法是将焦碳、无烟煤和二氧化硅原料细粉混合加入搅拌机中搅拌，再加入原料重量的3-15％的水分，搅拌的同时加入原料重量的1～10％的羟甲基纤维素作为粘接剂，待搅拌均匀后，加入对辊成型机中压制成型，成型好球料的变性处理后在自然中晾晒、自然风干。所述变性处理是指在球料的表面粘上1mm以下的一层加工好的颗粒直径为1mm以下的二氧化硅粉，方法是在压球机出料皮带运输机的卸料端，制造一个斜面，装上或撒上拌有粘接剂的二氧化硅粉，其中粘接剂3～10％，水分为5～30％，料球从上面滚下来，便粘上了一层二氧化硅粉，或者将拌有粘接剂的二氧化硅粉，撒在摊开的料球上，人工翻倒几次，也能达到目的。
实施例5一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法，分别将二氧化硅和重量百分含量为50％的焦碳、50％的无烟煤粉碎至1mm以下的细末，按照重量比为SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型，成型方法是将焦碳、无烟煤和二氧化硅原料细粉混合加入搅拌机中搅拌，再加入原料重量的3-15％的水分，搅拌的同时加入原料重量的1～10％的不饱和树脂作为粘接剂，待搅拌均匀后，加入对辊成型机中压制成型，成型好球料的变性处理后在自然中晾晒、自然风干。所述变性处理是指在球料的表面粘上1mm以下的一层加工好的颗粒直径为1mm以下的二氧化硅粉，方法是在压球机出料皮带运输机的卸料端，制造一个斜面，装上或撒上拌有粘接剂的二氧化硅粉，其中粘接剂3～10％，水分为5～30％，料球从上面滚下来，便粘上了一层二氧化硅粉，或者将拌有粘接剂的二氧化硅粉，撒在摊开的料球上，人工翻倒几次，也能达到目的。
实施例6一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法，分别将二氧化硅和重量百分含量为60％的焦碳、40％的无烟煤粉碎至小于1mm的细末，按照重量比为SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型，成型方法是将焦碳、无烟煤和二氧化硅原料细粉混合加入搅拌机中搅拌，再加入原料重量的3-15％的水分，搅拌的同时加入原料重量的1～10％的消化白灰作为粘接剂，干基重量含量为30～32％，待搅拌均匀后，加入对辊成型机中压制成型，成型好球料的变性处理后在自然中晾晒、自然风干。所述变性处理是指在球料的表面粘上1mm以下的一层加工好的颗粒直径为0～1mm的二氧化硅粉，方法是在压球机出料皮带运输机的卸料端，制造一个斜面，装上或撒上拌有粘接剂的二氧化硅粉，其中粘接剂3～10％，水分为5～30％，料球从上面滚下来，便粘上了一层二氧化硅粉，或者将拌有粘接剂的二氧化硅粉，撒在摊开的料球上，人工翻倒几次，也能达到目的。
实施例7一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法，分别将二氧化硅和重量百分含量为10％的焦碳、90％的无烟煤粉碎至小于1mm的细末，按照重量比为SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型，成型方法是将焦碳、无烟煤和二氧化硅原料细粉混合加入搅拌机中搅拌，再加入原料重量的3-15％的水分，搅拌的同时加入原料重量的1～10％的消化白灰作为粘接剂，干基重量含量为30～32％，待搅拌均匀后，加入对辊成型机中压制成型，成型好球料的变性处理后在自然中晾晒、自然风干。所述变性处理是指在球料的表面粘上1mm以下的一层加工好的颗粒直径为0～1mm的二氧化硅粉，方法是在压球机出料皮带运输机的卸料端，制造一个斜面，装上或撒上拌有粘接剂的二氧化硅粉，其中粘接剂3～10％，水分为5～30％，料球从上面滚下来，便粘上了一层二氧化硅粉，或者将拌有粘接剂的二氧化硅粉，撒在摊开的料球上，人工翻倒几次，也能达到目的。
实施例8一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法，分别将二氧化硅和重量百分含量为100％的焦碳粉碎至小于1mm的细末，按照重量比为SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型，成型方法是将焦碳、无烟煤和二氧化硅原料细粉混合加入搅拌机中搅拌，再加入原料重量的3-15％的水分，搅拌的同时加入原料重量的1～10％的消化白灰作为粘接剂，干基重量含量为30～32％，待搅拌均匀后，加入对辊成型机中压制成型，成型好球料的变性处理后在自然中晾晒、自然风干。所述变性处理是指在球料的表面粘上1mm以下的一层加工好的颗粒直径为0～1mm的二氧化硅粉，方法是在压球机出料皮带运输机的卸料端，制造一个斜面，装上或撒上拌有粘接剂的二氧化硅粉，其中粘接剂3～10％，水分为5～30％，料球从上面滚下来，便粘上了一层二氧化硅粉，或者将拌有粘接剂的二氧化硅粉，撒在摊开的料球上，人工翻倒几次，也能达到目的。
实施例9一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法，分别将二氧化硅和重量百分含量为100％的无烟煤粉碎至小于1mm的细末，按照重量比为SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型，成型方法是将焦碳、无烟煤和二氧化硅原料细粉混合加入搅拌机中搅拌，再加入原料重量的3-15％的水分，搅拌的同时加入原料重量的1～10％的消化白灰作为粘接剂，干基重量含量为30～32％，待搅拌均匀后，加入对辊成型机中压制成型，而后装入容器中，通入二氧化碳使其碳化，料棚足够大，也可在料棚里慢慢阴干，成型好球料的变性处理后在自然中晾晒、自然风干。所述变性处理是指在球料的表面粘上1mm以下的一层加工好的颗粒直径为0～1mm的二氧化硅粉，方法是在压球机出料皮带运输机的卸料端，制造一个斜面，装上或撒上拌有粘接剂的二氧化硅粉，其中粘接剂3～10％，水分为5～30％，料球从上面滚下来，便粘上了一层二氧化硅粉，或者将拌有粘接剂的二氧化硅粉，撒在摊开的料球上，人工翻倒几次，也能达到目的。
权利要求
1.一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法，其特征在于分别将二氧化硅和炭素原料粉碎至1mm以下的细末，按照重量比为SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型。
2.如权利要求1所述的一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法，其特征在于所述成型方法是将炭素、二氧化硅原料细粉混合加入搅拌机中搅拌，再加入原料重量的3-15％的水分，待搅拌均匀后，加入对辊成型机中压制成型，成型好球料的变性处理后在自然中晾晒、自然风干。
3.如权利要求2所述的一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法，其特征在于所述搅拌的同时加入原料重量的1～10％的粘接剂。
4.如权利要求3所述的一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法，其特征在于所述粘接剂可以是聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、羟甲基纤维素、不饱和树脂，也可以是消化白灰。
5.如权利要求2所述的一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法，其特征在于所述变性处理是指在球料的表面粘上1mm以下的一层加工好的颗粒直径为1mm以下的二氧化硅粉。
6.如权利要求1所述的一种生产硅铁、硅钙和高纯硅的原料的加工方法，其特征在于所述炭素原料为焦碳和无烟煤，其重量百分含量均为0～100％。
全文摘要
本发明涉及冶炼技术领域，尤其是涉及电冶炼炉中的一种生产硅铁、硅钙和单晶硅的原料的加工方法，其特征在于分别将二氧化硅和炭素原料粉碎至1mm以下的细末，按照重量比为SiO
文档编号C22B5/10GK1844419SQ20061007758
公开日2006年10月11日 申请日期2006年4月30日 优先权日2006年4月30日
发明者吴兴明 申请人:吴兴明