[发明专利]一种金属硅细粉造冶金团粒的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工产品技术领域，更具体涉及一种金属硅细粉造冶金团粒的方法。。

背景技术

金属硅，又称工业硅、结晶硅，目前全球的年消费量约150万吨。其中约50%是冶金级，主要用于配制硅铝明合金或硅钢等其他含硅合金；另有50%是化工级，主要用于生产有机硅单体以及西门子法提纯多晶硅。近年来化工级需求增长较快，主要是光伏产业快速成长拉动多晶硅需求不断扩大所致。

化工级的用户需要金属硅粉体，典型粒度如45-425微米、100-250微米等等。而初级冶炼出来的金属硅产品粒度一般为块状，如10-100毫米，所以需要将金属硅块加工成粉状以适应用户要求。由于金属硅很脆，粉碎过程容易产生过度粉碎现象，大量的过粉碎细粉副产品成为该行业发展的沉重包袱。

上述过粉碎的金属硅细粉，虽然一部分可用于耐火材料等行业，但是这些需求远远无法消化金属硅粉体加工产生的过细粉。

业内试图将这些过细粉重新熔化制成金属硅块回收利用，但由于金属硅细粉的比重很轻，在高温炉中过细粉随热空气上升飞扬，使重熔变得不可行。

发明内容

本发明的目的是针对金属硅细粉回收过程中的问题，提出一种金属硅细粉造冶金团粒的方法，从而实现金属硅细粉在高温炉中重熔回收利用。

该方法是在金属硅细粉造团工艺中加入粘结剂，与水混合搅拌均与后，压成团粒，干燥至恒重即为金属硅细粉冶金团粒。

具体工艺流程为（1）将金属硅细粉和粘结剂粉末在室温下充分搅拌混合均匀；粘结剂的添加重量占硅细粉0.5%-5%；（2）加入金属硅细粉和粘结剂混合物总重量的6%-80%自来水，同时搅拌均匀；（3）将上述湿润物料加入造团机的腔内，将物料压成团粒；（4）潮湿团粒自然晾干，或者在110-150摄氏度烘干环境中充分干燥至恒重，即为金属硅细粉冶金团粒。以上方法所述金属硅细粉粒径范围在20-120微米，粘结剂为聚阴离子纤维素。

由于金属硅是一种脆性物质，莫氏硬度达到6.5-7级，自身韧性较差，颗粒之间不易勾连、吸附，因而粘结性不好。单纯施加高压不能使之成型并具有冶金团粒要求的强度，故需要添加合适的粘结剂。而所使用的粘结剂，需要达到以下几个要求：一是粘结力强，团粒达到冶金团粒强度要求，并尽量减少用量以节约成本；二是保证在金属硅细粉团粒达到1414摄氏度熔点之前，团粒不散不粉；三是粘结剂本身在金属硅细粉团粒熔化之后，并在工业中频高温炉工作温度1600摄氏度之前，能最大限度分解气化，避免成为杂质。

本发明的优点是：解决了困扰金属硅粉体加工行业的过细粉副产品回收利用问题，对该行业发展有重要意义；有机类的纤维素粘结剂，用量少，无毒无味，环境友好；整个工艺操作简便易行。

具体实施方式

本发明的金属硅细粉造冶金团粒的方法的工艺流程：（1）将金属硅细粉和有机类的纤维素粘结剂粉末在室温下充分搅拌混合均匀。粘结剂的添加重量根据金属硅细粉的细度在0.5%-5%范围内调节。（2）通过水雾喷淋系统加入相当于金属硅细粉和有机类的纤维素粘结剂混合物总重的6-80%的自来水，同时搅拌均匀。（3）将湿润物料加入造团机的腔内，将物料压成团粒。（4）潮湿团粒可自然晾干，或者在110-150摄氏度烘干环境中充分干燥至恒重，即完成金属硅细粉冶金团粒的制作。

以下是本发明根据权利要求的几个实施例，进一步说明本发明，但是本发明不仅限于此。

实施例1

⑴将金属硅细粉和聚阴离子纤维素粉末在室温下充分搅拌混合均匀；粘结剂的添加重量占硅细粉的0.5%；⑵加入金属硅细粉和粘结剂混合物总重量的6%的水，同时搅拌均匀；⑶将上述湿润物料加入造团机的腔内，将物料压成团粒；⑷潮湿团粒可自然晾干至恒重，即为金属硅细粉冶金团粒。

实施例2

⑴将金属硅细粉和聚阴离子纤维素粉末在室温下充分搅拌混合均匀；粘结剂的添加重量占硅细粉的2.5%；⑵加入金属硅细粉和粘结剂混合物总重量的40%的水，同时搅拌均匀；⑶将上述湿润物料加入造团机的腔内，将物料压成团粒；⑷潮湿团粒在110摄氏度烘干环境中充分干燥至恒重，即为金属硅细粉冶金团粒。

实施例3

⑴将金属硅细粉和聚阴离子纤维素粉末在室温下充分搅拌混合均匀；粘结剂的添加重量占硅细粉的5%；⑵加入金属硅细粉和粘结剂混合物总重量的80%的水，同时搅拌均匀；⑶将上述湿润物料加入造团机的腔内，将物料压成团粒；⑷潮湿团粒在150摄氏度烘干环境中充分干燥至恒重，即为金属硅细粉冶金团粒。

物理性能测试：

根据以上所述的实施例制成的金属硅细粉团粒，从80厘米高度自由落体坠落水泥地面，连续6次，不碎不裂；1414摄氏度以下，团粒不散不粉；在1420-1600摄氏度之间，粘结剂分解成水、二氧化碳等，气化脱离金属硅粒，几乎不影响物料纯度。