[发明专利]金属硅粉制备工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属硅粉的制备工艺和用于制备硅粉的装置。

背景技术

硅粉加工是指将冶炼出来的硅块(25~80mm)，经过特殊的工艺破碎，生产成为指定粒度(通常80~400μm)范围的硅粉的过程。用于有机硅和多晶硅生产的金属硅粉，必须具备相应的技术指标，金属硅粉的关键技术指标：化学成份、粒度、形貌、比表面积、理化性能体现了金属硅粉的化学反应活性，关键技术指标是制取有机硅、多晶硅高品质的一个重要依据。

硅粉的粒度指标直接影响到其形貌和比表面积，从而直接影响到金属硅粉的化学反应活性，因此多晶硅和有机硅对所用金属硅粉的粒度有严格的要求，在符合使用要求的前提下，如何降低制粉成本是提高产品生产效益的关键。

以硅块为原料制取硅粉的方法很多，其中常见的有雷蒙法、对辊法、盘磨法和冲旋法，从制粉原理看，前三者是挤压粉碎，后一种是冲击粉碎。不同制粉方法得到的硅粉，其微观结构、比表面积、粒径分布和表面氧化等各方面的技术参数不尽相同，硅粉的反应活性自然也有所区别。因此，需选取合适的硅粉生产工艺及装置。

现有的硅粉生产工艺有：

立式磨的硅粉生产工艺：该工艺生产工艺中，硅块经烘干、破碎后给入立式磨，研磨后的硅粉被循环气流带出，经收集器收集，收下的粉料经振动筛筛分，筛上粗粒返回磨机， 筛下细粒进入成品仓。收集器排出的含尘气体大部分循环，少部分含尘气体直接高空排放。该工艺的主要设备包括立式磨；收集器；离心风机；振动筛。

雷蒙磨的硅粉生产工艺：该工艺生产工艺中，硅块经烘干、破碎后给入雷蒙磨，研磨后的硅粉被循环气流带出，经旋风收尘器收尘，收下的粉料经振动筛筛分，筛上物料返回雷蒙磨，筛下物料进入成品仓。旋风收尘器排出的含尘气体大部分循环，少部分含尘气体不达标，需经两级除尘，一级洗涤后高空排放。该工艺的主要设备包括雷蒙磨；一级旋风分级器，两级收尘器，一级洗涤除尘器，风机和振动筛。

钢球磨的硅粉生产工艺：该工艺生产工艺中，硅块经烘干、破碎后给入钢球磨，研磨后的硅粉被循环气流带出，经分离器分离，粗粒返回钢球磨，细粒经旋风收尘器收尘进入成品仓。旋风收尘器出来的含尘气体大部分循环，少部分含尘气体经一级布袋除尘，一级洗涤后高空排放。该工艺的主要设备包括钢球磨、一级分离器、一级旋风分级器，一级收尘器，一级洗涤除尘器和风机。

冲旋粉碎机的硅粉生产工艺：该工艺生产工艺中，硅块经烘干、破碎后给入冲旋粉碎机粉碎，粉碎的物料被引风机气流带出，经旋风分离器分离，细粉经收集器收集进入细粉仓，尾气高空排放；粗粉给入振动筛筛分，筛上粗粒返回冲旋粉碎机，筛下产品(中粉)进入成品仓。该工艺的主要设备包括冲旋粉碎机、旋风分离器、收集器、振动筛和风机。

雷蒙磨和钢球磨较早应用于研磨硅粉，但因工艺流程复杂，效率低，硅粉的产品粒度较细，工艺参数调整困难，噪音大，需加隔音罩；研磨介质磨辊、钢球、衬板耗量大；硅粉含铁量高；研磨对系统含氧量要求高，必须在氮气保护下进行，氮气消耗量大，因此目前已很少使用雷蒙磨和钢球磨研磨硅粉。

对比各种硅粉生产工艺，现采用的工艺主要是卧式和立式冲旋二种。

所述的卧式冲旋流程如图1所示，硅块经鄂式破碎机初级粉碎，进入碎料仓，再送入卧式粉碎机研磨粉碎，粉碎的物料被引风机气流带出，经旋风分离器分离，细粉经布袋吸尘器收集进入细粉仓，包装外售；混和粗粉进入直线振动筛筛分，筛上粗粒返回卧式粉碎机，筛下产品(中粉)进入成品仓。

所述的立式冲旋流程如图2所示，硅块经鄂式破碎机初级粉碎，进入碎料仓，再送入立式粉碎机研磨粉碎，粉碎物料的细粉经布袋吸尘器收集进入细粉仓，包装外售；粉碎的物料的混和粗粉通过斗式提升机进入直线振动筛筛分，筛上粗粒返回卧式粉碎机，筛下产品(中粉)进入成品仓。

所述的颚式破碎机如图7所示，其工作部分是两块颚板，一是固定颚板111（定颚），垂直（或上端略外倾）固定在机体前壁上，另一是活动颚板112（动颚），位置倾斜，与固定颚板形成上大下小的破碎腔（工作腔）。活动颚板对着固定颚板做周期性的往复运动，时而分开，时而靠近。分开时，物料进入破碎腔，成品从下部卸出；靠近时，使装在两块颚板之间的物料受到挤压，弯折和劈裂作用而破碎。颚式破碎机出料颗粒大小通过调整排料口大小进行调整。对金属硅块破碎可达到3厘米以下，但存在有粗颗粒掉落的情况。