[发明专利]一种含碳硅铁及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种含碳硅铁及其制备方法、应用，其中含碳硅铁由以下质量分数的组分制备得到：晶体硅切割渣58％～77％、废钢20％～40％、焦炭3％～12％，余量为助剂；其中晶体硅切割渣中水分的质量分数小于3％；首先循环利用了晶体硅切割渣和废钢这种二次资源，资源利用率高且得到的含碳硅铁品质和性能均稳定，实现资源的最大化利用，降低环境的负荷，减少废弃物的产生；含碳硅铁运输方便，半钢炼钢中升温效果明显，且价格低廉，具有更高的性价比优势，具有广泛推广应用价值。

技术领域

本发明属于晶体硅切割渣废旧资源循环利用领域，具体涉及一种含碳硅铁及其制备方法、应用。

背景技术

晶体硅是光伏产业的重要原材料，长期以来其切割技术主要为碳化硅砂浆切割技术和金刚线切割技术，晶体硅的实际利用率不超过50％，产生大量的含硅切割渣，对于晶体硅切割渣目前主要是利用酸浸法、物理固液分离法等进行废弃资源的利用，由于工艺流程长，环境负荷压力大，同时处理效率低等缺点。

发明内容

针对目前晶体硅切割渣的利用方法由于工艺流程长，环境负荷压力大，同时处理效率低等缺点的问题，本发明提供一种含碳硅铁。

本发明的技术方案为：一种含碳硅铁，由以下质量分数的组分制备得到：晶体硅切割渣58％～77％、废钢20％～40％、焦炭3％～12％，余量为助剂；其中晶体硅切割渣中水分的质量分数小于3％。

进一步限定，所述助剂由含硅化合物、含钙化合物、含氮化物以及氢氧化钠组成。

进一步限定，所述焦炭粒度为：8～18mm。

进一步限定，所述晶体硅切割渣由以下步骤制备得到：

S1：多晶硅锭或单晶硅棒经过碳化硅或砂浆或金刚线切割得到的晶体硅切割渣料废弃物，

S2：将晶体硅切割渣料废弃物进行压框和水分过滤后进行干燥处理。

进一步限定，步骤S2中所述干燥处理的温度为80～300℃，步骤S2中所述废钢熔炼温度小于或等于1500℃。

进一步限定，步骤S2中所述干燥处理在流化床干燥设备或空心浆液干燥设备中进行。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：首先循环利用了晶体硅切割渣和废钢这种二次资源，资源利用率高且得到的含碳硅铁品质和性能均稳定，实现资源的最大化利用，降低环境的负荷，减少废弃物的产生；含碳硅铁运输方便，半钢炼钢中升温效果明显，且价格低廉，具有更高的性价比优势，具有广泛推广应用价值。

本发明还提供了一种含碳硅铁的制备方法，包括以下步骤：

A1：将干燥得到的晶体硅切割渣料废弃物制成晶体硅切割渣冷压块；

A2：将废钢熔炼得到钢水，随后向其中加入粉末状的焦炭和晶体硅切割渣冷压块继续升温冶炼，当焦炭和晶体硅切割渣冷压块完全熔化时加入助熔剂、造渣剂以及精炼剂继续冶炼；

A3：将步骤A2中的固体渣过滤后将滤液冷却后制成锭，破碎锭得到粒度规格不同的含碳硅铁。

进一步限定，步骤A2中晶体硅切割渣冷压块边长为30～120mm。

进一步限定，步骤S3中所述锭的厚度小于或等于100mm，步骤S3中所述含碳硅铁有两种粒度规格，分别为0～25mm和25～50mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：该制备方法简单，冶炼电耗低。

本发明还公开了含碳硅铁在半钢炼钢中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：含碳硅铁在半钢炼钢中升温效果明显，与现有使用的增碳剂和碳化硅提温剂相比具有一定经济优势，具有广泛推广应用价值。

具体实施方式