Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКУСКОВАННОЙ ШИХТЫ - Патент РФ 2103386
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКУСКОВАННОЙ ШИХТЫ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКУСКОВАННОЙ ШИХТЫ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКУСКОВАННОЙ ШИХТЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в технологии производства кристаллического кремния методом карботермического восстановления в рудотермических печах. Цель изобретения: получение окомкованного шихтового материала увеличение его пористости и прочности, а также снижение затрат производства за счет упрощения процесса окусковывания. Сущность изобретения: в способе в качестве связующего используют смесь раствора жидкого стекла и порошкообразного кремния, полученную суспензию дозируют порциями и подвергают термической обработке в течение 3 - 5 мин, при 40-60oC. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2103386
Класс(ы) патента: C22B1/14, C01B33/025
Номер заявки: 93051724/02
Дата подачи заявки: 05.11.1993
Дата публикации: 27.01.1998
Заявитель(и): Малое научно-внедренческое предприятие "Сибтерм"
Автор(ы): Черняховский Л.В.; Апончук А.В.; Радченко Н.Ф.; Николаев А.С.; Клец В.Э.; Романов В.С.
Патентообладатель(и): Малое научно-внедренческое предприятие "Сибтерм"
Описание изобретения: Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к технологии производства кремния плавкой в руднотермических печах.
В настоящее время при производстве кристаллического кремния мелкие фракции, кремнезем, и углеродсодержащего сырья отсеивают и направляют в отход, количество которого составляет ≈ 15%. Окусковывание этих материалов позволяет решить проблему утилизации отходов, но не решает проблему качества окускованного материала.
Известен способ получения кристаллического кремния, в котором шихту брикетируют, используя в качестве связующего водный раствор бардяного концентрата.
Известен способ грануляции кремния, в котором смешивают тонкоизмельченное кремнесодержащее сырье и углеродистый восстановитель, со связующим из группы: сульфитного щелока, меляссы и воды. Из смеси получают гранулированную шихту.
Недостатком известных способов является низкая пористость получаемых окускованных продуктов, а также высокие энерго- и трудозатраты процесса окускования.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения шихты для выплавки кремния, в котором мелкодисперсные углерод- и кремнесодержащее сырье, а также порошок кремния тщательно перемешивают со связующим, в качестве которого используют раствор натриевой щелочи. Смесь выдерживают при комнатной температуре в течение 70 ч. При этом получают затвердевший пенообразный продукт.
Недостатком способа является длительность процесса и крупнопористость получаемого шихтового материала. Кроме того, в известном способе получаемый шихтовый материал необходимо дробить перед использованием.
Целью изобретения является получение окомкованного шихтового материала, увеличение его пористости и прочности.
Поставленная цель достигается тем, что в способе получения окускованной шихты для руднотермической плавки кремния, включающем дозирование и смешение мелкодисперсных материалов со связующим, в качестве которого используют раствор жидкого стекла и мелкодисперсный металлический кремния, полученную суспензию дозируют порциями и в течение 3 - 5 мин, производят термообработку при 40 - 60oC.
Сущность изобретения поясняется следующим.
Чтобы получить мелкопористый прочный и легкий шихтовый окускованный материал, необходимо взаимодействие жидкого стекла с порошком кремния, входящего в состав шихты. Для осуществления этой реакции необходимо преодоление активационного барьера, заключающегося в нагреве реагентов до 40 - 60oC.
Взаимодействие реагентов происходит по реакции:
Na2O·SiO2+Si+2H2O _→ Na2O·2SiO2+H2
Выделяющийся водород и испаряющаяся влага вспенивают исходную массу, а полимерирующийся бисиликат натрия, связывая частицы шихты, придает ей прочную и мелкопористую структуру.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что:
в качестве связующего используют жидкое стекло и кремниевый порошок;
полученные порции подвергают термобрабаотке при Т = 40 - 60oC;
время термообработки составляет 3 - 5 мин.
Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию "новизна".
Анализ известных технических решений в данной и смежной областях показал, что использование жидкого стекла в составе в качестве связующего известно.
В предлагаемом способе кроме связующих свойств, жидкое стекло с порошкообразным металлическим кремнием проявляет свойства пенообразователя.
Таким образом отличительные признаки заявляемого решения проявляют новые свойства, а в совокупности с известными ранее позволяют получить прочную (175 - 180 кг/брикет при 1200oC) структуру материала, обладающего высоким ( 6 Ом·см) удельным сопротивлением и высокой пористостью (55 - 60%).
Таким образом, заявляемая совокупность признаков соответствует критерию "изобретательский уровень".
Пример. Для приготовления скомкованной шихты смешивают 50 кг кварцевого песка, 20 кг пыли нефтекокса и древесного угля, 3 кг порошкового металлического кремния и 17 кг жидкого стекла (плотностью 1,2 кг/м3). Полученную суспензию дозируют порциями ≈ 10 г и помещают в термошкаф при 60oC. Через 3 мин каждая порция увеличивает свой объем в 3 - 5 раз и затвердевает. Пористость полученной шихты составляет 60%. Полученный окускованный материал имеет гладкую поверхность, которая придает ему механическую прочность, равную 180 кг/брикет.
Примеры других экспериментов приведены в таблице.
Как следует из таблицы пористость увеличивается как с увеличением температуры нагрева (до 60oC), так и времени (до 5 мин).
Дальнейшее повышение как времени, так и температуры нагрева не целесообразно, так как увеличение пористости не наблюдается.
Нижний предел по температуре и времени нагрева шихтовой массы обусловлен низкой пористостью окускованного материала.
По сравнению с прототипом время образования окускованного шихтового материала сокращается от 70 ч (4200 мин) до 3 - 5 мин при незначительном нагреве.
Кроме того, следует отметить, что механическая прочность окускованного шихтового материала с увеличением времени нагрева начинает снижаться.
Формула изобретения: Способ получения окускованной шихты для рудотермической плавки кремния, включающий дозирование и смешение мелкодисперсных кремнезем- и углеродсодержащих материалов с натрийсодержащим связующим с образованием суспензии и ее охлаждение, отличающийся тем, что в качестве связующего используют раствор жидкого стекла и порошкообразного металлического кремния, а перед охлаждением суспензию дозируют порциями и подвергают термической обработке в течение 3 5 мин при 40 60oС.