[发明专利]一种基于生物质和石油焦自然发酵制备工业硅还原剂的方法

说明书

本发明涉及一种基于生物质和石油焦自然发酵制备工业硅还原剂的方法，属于资源高效清洁利用技术领域。本发明将生物质和石油焦进行研磨混匀得到混合物A，混合物A置于温度为15～35℃下，密闭自然发酵5～20d得到发酵物料B，发酵物料B烘干研磨得到发酵粉料，发酵粉料、粘接剂、水混合均匀，冷压成型为球团，球团烘干即得工业硅还原剂球团。本发明复合还原剂具有固定碳含量高、化学反应活性高、灰份含量及其挥发份含量低等优点，并且通过生物质发酵可以提高石油焦反应性能，对工业硅的优化生产和废弃资源的高质高效回收有重要的指导意义。

技术领域

本发明涉及一种基于生物质和石油焦自然发酵制备工业硅还原剂的方法，属于资源高效清洁利用技术领域。

背景技术

石油焦是原油裂解时产生的副产品，其灰分很低(0.3％)，孔隙率仅次于木炭(46％)，固定碳含量很高，可以替代木炭成为生产工业硅的还原剂。但石油焦直接作为全焦还原剂，又存在导电性太强，反应性能低，比电阻小，提前结晶等缺点，大部分没有参与反应，生成危害性很大的碳化硅，直接影响硅的质量，不利于工业硅的生产。

废弃生物质是资源丰富的可再生能源，有可再生，污染低，氮和硫含量低，二氧化碳中性等良好的特性，能够带来较大的环境和社会经济效益。

现有技术中把生物质原料干燥、破碎、热压成型材并进行加热并炭化处理，冷却、破碎得到生物质炭，将石油焦干燥、破碎，将生物质炭与石油焦混合均匀，热压成球团即得工业硅碳质还原剂，具有比电阻高、反应活性高等特点，可以提高5～10％的硅石还原率，降低还原剂单耗，减少木炭或木块的使用等优点，但是该方法采用生物质碳可以提高石油焦活性，但是未对石油焦进行处理，且只能一定程度上减少木炭的使用，具体减少范围并不清楚；

因此，目前基于生物质和石油焦的还原剂石油焦固定碳含量高，灰份低，但含硫量高，且含有氮和重金属等多种元素，较难气化，反应活性较低，需要高温高能耗才能进行反应。

发明内容

本发明针对现有技术的石油焦还原剂制备的问题，提供一种基于生物质和石油焦自然发酵制备工业硅还原剂的方法，本发明以石油焦作为全焦还原剂，通过生物质与石油焦混合自然发酵，使生物质与石油焦亲和，大幅度提高石油焦的反应性能；有利于降低高温高能耗，提高矿石原料的反应活性，降低原材料成本，减少对化石燃料的依赖。

一种基于生物质和石油焦自然发酵制备工业硅还原剂的方法，具体步骤如下：

(1)将生物质和石油焦进行研磨混匀得到混合物A；

(2)将步骤(1)混合物A置于温度为15～35℃下，密闭自然发酵5～20d得到发酵物料B；

(3)将步骤(2)发酵物料B烘干研磨得到发酵粉料；

(4)将步骤(3)发酵粉料、粘接剂、水混合均匀，冷压成型为球团，球团烘干即得工业硅还原剂球团；

所述步骤(1)石油焦固定碳含量不低于85％，石油焦中粒径不大于0.075mm的占50～80wt％；生物质的水份含量为60～90％，生物质为果皮；

进一步的，所述生物质为香蕉皮、柚子皮、橘子皮、苹果皮、橙子皮、西瓜皮、椰子皮中的一种或多种；

所述混合物A中石油焦的含量为70～95wt％；

所述步骤(3)发酵粉料中粒径不大于0.075mm的占50～80wt％；

以发酵粉料、粘接剂和水的总质量为100％计，粘接剂占2～3％，水占5～10％；

所述粘接剂为改质中温煤沥青或有机无机复合粘结剂，有机无机复合粘结剂中无机粘接剂占30～50wt％，有机粘接剂占50～70％；

进一步的，所述无机粘接剂为水玻璃，有机粘接剂为纤维素粘接剂；