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綜合利用鋁硅質(zhì)原料精準(zhǔn)梯度降溫重熔生產(chǎn)工業(yè)硅的方法

475   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:吉林大學(xué)  
2025-05-16 16:30:16
權(quán)利要求 1.一種綜合利用鋁硅質(zhì)原料精準(zhǔn)梯度降溫重熔生產(chǎn)工業(yè)硅的方法,其特征在于,步驟是: (1)將低品位硅鋁質(zhì)原料、碳質(zhì)還原劑進(jìn)行破碎,并外加粘結(jié)劑和水充分混合均勻后制團(tuán),烘干得到干團(tuán)塊,而后投入電弧爐內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng),獲得單質(zhì)鋁硅鐵熔體; (2)在控制降溫條件下,對(duì)獲得的鋁硅鐵熔體進(jìn)行梯度降溫,所述梯度降溫包括下述階段:第一階段,以1~20℃/min降溫速度降至800~1300℃,保溫10-200min;第二階段,以0.1~20℃/min降溫速度降至650~1000℃,保溫10-200min;第三階段,以0.1~20℃/min降溫速度降至600~850℃,保溫10-200min;第四階段,以0.1~20℃/min降溫速度降至577~650℃,保溫0-200min;然后自然冷卻至室溫,獲得具有骨架結(jié)構(gòu)的硅鋁鐵合金; (3)所得具有骨架結(jié)構(gòu)的硅鋁鐵合金升溫至577~700℃,進(jìn)行離心處理,實(shí)現(xiàn)固液分離,其中保持固態(tài)的為硅相和鐵相長(zhǎng)大形成的交織骨架結(jié)構(gòu)工業(yè)硅; (4)將上一步獲得的以硅相、鐵相骨架組成的固態(tài)多孔交織骨架結(jié)構(gòu)樣品進(jìn)行破碎、篩分至40-200目; (5)將上一步獲得的篩分后樣品,經(jīng)重選分離,實(shí)現(xiàn)硅相和鐵相的分離,收集小密度樣品為高硅樣品,即所述工業(yè)硅。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,硅鋁質(zhì)原料為低品位硅鋁質(zhì)原料,所述低品位硅鋁質(zhì)原料中Al2O3含量不高于55%,Al/Si不高于3。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,步驟(1)所述硅鋁質(zhì)原料是含硅鋁天然礦物、含硅鋁質(zhì)的固體廢棄物或者人工合成的硅鋁原料中的一種或幾種混合,其中硅鋁天然礦物包括鋁土礦、高嶺石、鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石,含硅鋁質(zhì)的固體廢棄物包括鋁土礦浮選尾礦、煤矸石、粉煤灰、頁巖渣。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,步驟(1)所述硅鋁質(zhì)原料、碳質(zhì)還原劑二者加和后其中鋁、硅、鐵三種元素之間的比例關(guān)系為:鋁的含量為10~88.3wt.%,硅的含量為11.7~90wt.%,鐵的含量為0.01~26.0wt.%,同時(shí),鐵的含量≤(45.64-0.52Al)wt.%且≤(40.63-0.41Si)wt.%。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,
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