一种利用节能高效回收硅渣中硅金属的方法

技术领域

本发明涉及能源回收技术领域，具体为一种利用节能高效回收硅渣中硅金属的方法。

背景技术

在工业硅生产的过程中产生较多的含硅废料副产物，含硅废料中含有部分铁、铝、钙等杂质氧化物，因硅金属被氧化物熔融包裹，采用常规的分选回收方法，分选回收困难，硅废料直接外售，副加值较低，对企业经济效益造成较大影响；一些企业采用中频炉对硅废料进行高温熔化回收，但过程耗电量较高，回收成本上升，同时在熔炼时未配置精炼脱杂技术，产品质量不高，产品附加值未得到充分体现 ，为进一步提高含硅废料中硅金属的副加值，采用一种节能高效的回收技术对含硅废料进行回收处理，因此，提出一种利用节能高效回收硅渣中硅金属的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用节能高效回收硅渣中硅金属的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用节能高效回收硅渣中硅金属的方法，包括以下步骤：

步骤一：选取含硅的废料，包括硅熔体精炼时产生的硅渣、清理抬包时产生的清包硅、硅渣人工分拣后产生的手捡硅、硅渣分选后得到的重选硅、边皮硅和产品精整时产生的粉尘；

步骤二：将选取的废料分别投入粉碎装置中进行粉碎处理，随后进行过筛，保持废料的粒度为5-20mm，对于未能过筛的废料，进行分别再次粉碎；

步骤三：依据各含硅废料杂质和硅含量，进行预组配，确保混合料含硅大于80%；

步骤四：对预组配的废料进行搅拌混合，搅拌15min，随后等分成3份；

步骤五：将等分后的混合料分批加入高温熔体中，间隔时间为20min，同时单次加入混合料后通入压缩空气，提高反应速率进行氧化精炼；

步骤六：对精炼后得到的工业硅进行收集。

优选的，在进行含硅废料选取时，废料中含硅情况如下：

所述硅渣中铁含量为0.137%、铝含量为10.553%、钙含量为17.554%、硅含量为34.09%、钛含量为0.113%、磷含量为0.004%；

所述重选硅中铁含量为0.28%、铝含量为4.09%、钙含量为7.31%、硅含量为65.54%、钛含量为0.062%、磷含量为0.0065%；

所述手检硅中铁含量为0.604%、铝含量为1.956%、钙含量为3.261%、硅含量为87.17%、钛含量为0.062%、磷含量为0.0111%；

所述清包硅中铁含量为0.563%、铝含量为1.473%、钙含量为2.318%、硅含量为90.35%、钛含量为0.078%、磷含量为0.0073%；

所述边皮硅中铁含量为0.392%、铝含量为0.163%、钙含量为0.046%、硅含量为96.24%、钛含量为0.0043%、磷含量为0.039%；

所述精整粉尘中铁含量为0.935%、铝含量为0.116%、钙含量为0.024%、硅含量为98.8%、钛含量为0.079%、磷含量为0.006%。

优选的，所述预组配方案为重选硅、清包硅和边皮硅的比重配比为1:1:1，混合后硅的含量为84.04。

优选的，所述预组配方案为重选硅、手检硅和边皮硅的比重配比为1:1:1，混合后硅的含量为82.98。

优选的，所述预组配方案为重选硅、手捡硅、清包硅和边皮硅的比重配比为1:1:1:1，混合后硅的含量为84.83。

优选的，所述预组配方案为手捡硅、清包硅和边皮硅的比重配比为1:1:1，混合后硅的含量为91.25。

所述预组配方案为清包硅和精整粉尘的比重配比为1:1，混合后硅的含量为90.57。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，将工业硅生产产生的废料加入高温熔体内进行二次的熔化，是一种热能再利用无需消耗电能的节能技术，对热能进行再次的利用，体现了节能减排的理念，同时降低了生产成本，提高工业硅的产出；

2、本发明中，在熔体中加入废料后通入压缩空气，利用精炼过程氧化精炼原理，对熔融进入硅熔体的部分铝、钙杂质进行氧化脱除，使熔炼后得到的工业硅产品质量均达到工业硅国家标准控制要求。

具体实施方式

实施例1：

本发明提供一种技术方案：

一种利用节能高效回收硅渣中硅金属的方法，包括以下步骤：

步骤一：选取含硅的废料，包括硅熔体精炼时产生的硅渣、清理抬包时产生的清包硅、硅渣人工分拣后产生的手捡硅、硅渣分选后得到的重选硅、边皮硅和产品精整时产生的粉尘；

步骤二：将选取的废料分别投入粉碎装置中进行粉碎处理，随后进行过筛，保持废料的粒度为5-20mm，对于未能过筛的废料，进行分别再次粉碎；

步骤三：依据各含硅废料杂质和硅含量，进行预组配，确保混合料含硅大于80%；

步骤四：对预组配的废料进行搅拌混合，搅拌15min，随后等分成3份；

步骤五：将等分后的混合料分批加入高温熔体中，间隔时间为20min，同时单次加入混合料后通入压缩空气，提高反应速率进行氧化精炼；

步骤六：对精炼后得到的工业硅进行收集。

在进行含硅废料选取时，废料中含硅情况如下：

所述硅渣中铁含量为0.137%、铝含量为10.553%、钙含量为17.554%、硅含量为34.09%、钛含量为0.113%、磷含量为0.004%；所述重选硅中铁含量为0.28%、铝含量为4.09%、钙含量为7.31%、硅含量为65.54%、钛含量为0.062%、磷含量为0.0065%；所述手检硅中铁含量为0.604%、铝含量为1.956%、钙含量为3.261%、硅含量为87.17%、钛含量为0.062%、磷含量为0.0111%；所述清包硅中铁含量为0.563%、铝含量为1.473%、钙含量为2.318%、硅含量为90.35%、钛含量为0.078%、磷含量为0.0073%；所述边皮硅中铁含量为0.392%、铝含量为0.163%、钙含量为0.046%、硅含量为96.24%、钛含量为0.0043%、磷含量为0.039%；所述精整粉尘中铁含量为0.935%、铝含量为0.116%、钙含量为0.024%、硅含量为98.8%、钛含量为0.079%、磷含量为0.006%。

所述预组配方案为重选硅、清包硅和边皮硅的比重配比为1:1:1，混合后硅的含量为84.04。

实施例2：

本发明提供一种技术方案：

一种利用节能高效回收硅渣中硅金属的方法，包括以下步骤：

步骤一：选取含硅的废料，包括硅熔体精炼时产生的硅渣、清理抬包时产生的清包硅、硅渣人工分拣后产生的手捡硅、硅渣分选后得到的重选硅、边皮硅和产品精整时产生的粉尘；

步骤二：将选取的废料分别投入粉碎装置中进行粉碎处理，随后进行过筛，保持废料的粒度为5-20mm，对于未能过筛的废料，进行分别再次粉碎；

步骤三：依据各含硅废料杂质和硅含量，进行预组配，确保混合料含硅大于80%；

步骤四：对预组配的废料进行搅拌混合，搅拌15min，随后等分成3份；

步骤五：将等分后的混合料分批加入高温熔体中，间隔时间为20min，同时单次加入混合料后通入压缩空气，提高反应速率进行氧化精炼；

步骤六：对精炼后得到的工业硅进行收集。

在进行含硅废料选取时，废料中含硅情况如下：

所述硅渣中铁含量为0.137%、铝含量为10.553%、钙含量为17.554%、硅含量为34.09%、钛含量为0.113%、磷含量为0.004%；所述重选硅中铁含量为0.28%、铝含量为4.09%、钙含量为7.31%、硅含量为65.54%、钛含量为0.062%、磷含量为0.0065%；所述手检硅中铁含量为0.604%、铝含量为1.956%、钙含量为3.261%、硅含量为87.17%、钛含量为0.062%、磷含量为0.0111%；所述清包硅中铁含量为0.563%、铝含量为1.473%、钙含量为2.318%、硅含量为90.35%、钛含量为0.078%、磷含量为0.0073%；所述边皮硅中铁含量为0.392%、铝含量为0.163%、钙含量为0.046%、硅含量为96.24%、钛含量为0.0043%、磷含量为0.039%；所述精整粉尘中铁含量为0.935%、铝含量为0.116%、钙含量为0.024%、硅含量为98.8%、钛含量为0.079%、磷含量为0.006%。

所述预组配方案为重选硅、手检硅和边皮硅的比重配比为1:1:1，混合后硅的含量为82.98。

实施例3：

本发明提供一种技术方案：

一种利用节能高效回收硅渣中硅金属的方法，包括以下步骤：

步骤一：选取含硅的废料，包括硅熔体精炼时产生的硅渣、清理抬包时产生的清包硅、硅渣人工分拣后产生的手捡硅、硅渣分选后得到的重选硅、边皮硅和产品精整时产生的粉尘；

步骤二：将选取的废料分别投入粉碎装置中进行粉碎处理，随后进行过筛，保持废料的粒度为5-20mm，对于未能过筛的废料，进行分别再次粉碎；

步骤三：依据各含硅废料杂质和硅含量，进行预组配，确保混合料含硅大于80%；

步骤四：对预组配的废料进行搅拌混合，搅拌15min，随后等分成3份；

步骤五：将等分后的混合料分批加入高温熔体中，间隔时间为20min，同时单次加入混合料后通入压缩空气，提高反应速率进行氧化精炼；

步骤六：对精炼后得到的工业硅进行收集。

在进行含硅废料选取时，废料中含硅情况如下：

所述硅渣中铁含量为0.137%、铝含量为10.553%、钙含量为17.554%、硅含量为34.09%、钛含量为0.113%、磷含量为0.004%；所述重选硅中铁含量为0.28%、铝含量为4.09%、钙含量为7.31%、硅含量为65.54%、钛含量为0.062%、磷含量为0.0065%；所述手检硅中铁含量为0.604%、铝含量为1.956%、钙含量为3.261%、硅含量为87.17%、钛含量为0.062%、磷含量为0.0111%；所述清包硅中铁含量为0.563%、铝含量为1.473%、钙含量为2.318%、硅含量为90.35%、钛含量为0.078%、磷含量为0.0073%；所述边皮硅中铁含量为0.392%、铝含量为0.163%、钙含量为0.046%、硅含量为96.24%、钛含量为0.0043%、磷含量为0.039%；所述精整粉尘中铁含量为0.935%、铝含量为0.116%、钙含量为0.024%、硅含量为98.8%、钛含量为0.079%、磷含量为0.006%。

所述预组配方案为重选硅、手捡硅、清包硅和边皮硅的比重配比为1:1:1:1，混合后硅的含量为84.83。

实施例4：

本发明提供一种技术方案：

一种利用节能高效回收硅渣中硅金属的方法，包括以下步骤：

步骤一：选取含硅的废料，包括硅熔体精炼时产生的硅渣、清理抬包时产生的清包硅、硅渣人工分拣后产生的手捡硅、硅渣分选后得到的重选硅、边皮硅和产品精整时产生的粉尘；

步骤二：将选取的废料分别投入粉碎装置中进行粉碎处理，随后进行过筛，保持废料的粒度为5-20mm，对于未能过筛的废料，进行分别再次粉碎；

步骤三：依据各含硅废料杂质和硅含量，进行预组配，确保混合料含硅大于80%；

步骤四：对预组配的废料进行搅拌混合，搅拌15min，随后等分成3份；

步骤五：将等分后的混合料分批加入高温熔体中，间隔时间为20min，同时单次加入混合料后通入压缩空气，提高反应速率进行氧化精炼；

步骤六：对精炼后得到的工业硅进行收集。

在进行含硅废料选取时，废料中含硅情况如下：

所述硅渣中铁含量为0.137%、铝含量为10.553%、钙含量为17.554%、硅含量为34.09%、钛含量为0.113%、磷含量为0.004%；所述重选硅中铁含量为0.28%、铝含量为4.09%、钙含量为7.31%、硅含量为65.54%、钛含量为0.062%、磷含量为0.0065%；所述手检硅中铁含量为0.604%、铝含量为1.956%、钙含量为3.261%、硅含量为87.17%、钛含量为0.062%、磷含量为0.0111%；所述清包硅中铁含量为0.563%、铝含量为1.473%、钙含量为2.318%、硅含量为90.35%、钛含量为0.078%、磷含量为0.0073%；所述边皮硅中铁含量为0.392%、铝含量为0.163%、钙含量为0.046%、硅含量为96.24%、钛含量为0.0043%、磷含量为0.039%；所述精整粉尘中铁含量为0.935%、铝含量为0.116%、钙含量为0.024%、硅含量为98.8%、钛含量为0.079%、磷含量为0.006%。

所述预组配方案为手捡硅、清包硅和边皮硅的比重配比为1:1:1，混合后硅的含量为91.25。

实施例5：

本发明提供一种技术方案：

一种利用节能高效回收硅渣中硅金属的方法，包括以下步骤：

步骤一：选取含硅的废料，包括硅熔体精炼时产生的硅渣、清理抬包时产生的清包硅、硅渣人工分拣后产生的手捡硅、硅渣分选后得到的重选硅、边皮硅和产品精整时产生的粉尘；

步骤二：将选取的废料分别投入粉碎装置中进行粉碎处理，随后进行过筛，保持废料的粒度为5-20mm，对于未能过筛的废料，进行分别再次粉碎；

步骤三：依据各含硅废料杂质和硅含量，进行预组配，确保混合料含硅大于80%；

步骤四：对预组配的废料进行搅拌混合，搅拌15min，随后等分成3份；

步骤五：将等分后的混合料分批加入高温熔体中，间隔时间为20min，同时单次加入混合料后通入压缩空气，提高反应速率进行氧化精炼；

步骤六：对精炼后得到的工业硅进行收集。

在进行含硅废料选取时，废料中含硅情况如下：

所述硅渣中铁含量为0.137%、铝含量为10.553%、钙含量为17.554%、硅含量为34.09%、钛含量为0.113%、磷含量为0.004%；所述重选硅中铁含量为0.28%、铝含量为4.09%、钙含量为7.31%、硅含量为65.54%、钛含量为0.062%、磷含量为0.0065%；所述手检硅中铁含量为0.604%、铝含量为1.956%、钙含量为3.261%、硅含量为87.17%、钛含量为0.062%、磷含量为0.0111%；所述清包硅中铁含量为0.563%、铝含量为1.473%、钙含量为2.318%、硅含量为90.35%、钛含量为0.078%、磷含量为0.0073%；所述边皮硅中铁含量为0.392%、铝含量为0.163%、钙含量为0.046%、硅含量为96.24%、钛含量为0.0043%、磷含量为0.039%；所述精整粉尘中铁含量为0.935%、铝含量为0.116%、钙含量为0.024%、硅含量为98.8%、钛含量为0.079%、磷含量为0.006%。

所述预组配方案为清包硅和精整粉尘的比重配比为1:1，混合后硅的含量为90.57。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。