[发明专利]一种利用工业固废生产制备超低碳硅基多元合金的方法

说明书

本发明提供了一种利用工业固废生产制备超低碳硅基多元合金的方法，用于制备C≤0.03％的超低碳硅基多元合金，是根据欲生产的硅基多元合金成分要求，按比例称量经过破碎粘结后的硅泥、硅渣和微硅粉以及低碳废钢，以及剩余成分的其他金属合金或纯金属，在第一熔炼温度1550℃～1600℃熔炼30分钟以上形成合金熔融液，再升温至第二熔炼温度1730℃～1750℃熔炼10～20分钟，对制备的合金液取样进行成分检测合格后，则将熔融金属液自然降温至1500℃～1600℃静置保温10分钟以上出炉浇注。本发明提供的利用工业固废生产制备超低碳硅基多元合金的方法充分利用工业废渣及熔炼温度控制工艺，去除熔融液体中的碳元素，实现了超低碳硅基多元合金的制备。

技术领域

本发明属于硅基多元合金制备领域，涉及超低碳硅基多元合金的方法，具体是一种利用工业固废生产制备超低碳硅基多元合金的方法。

背景技术

目前生产硅基微合金孕育剂的主要工艺技术路线有两种：

第一种是冶炼技术制备工艺，首先在矿热炉中加入富硅的矿石、还原质焦炭、废钢/废铁/铁屑，在电极糊放电引弧作用下熔化形成硅铁，该生产环节电耗达到8200kwh/t，生产吨产品碳使用量比例为1：1.1-1.3，吨产品折标准煤为 1.227；再将熔炼好的硅铁合金液倒入精炼炉中进行精炼，加入脱碳剂、脱磷剂、脱硫剂、脱氧剂等降低有害元素含量，再根据目标产物的化学成分要求进行成分调节，最终形成硅基微合金孕育剂，在精炼环节，电耗大约为4800kwh/t，合计生产吨产品电耗约为13000kwh/t。但目前行业内采用该工艺方法生产的硅基微合金孕育剂，碳含量最低能控制到0.1％左右，无法实现超低碳(碳含量小于0.03％)的技术水平。

第二种是熔炼工艺制备硅基微合金孕育剂，原料直接使用外购的70～80 牌号的硅铁，然后在精炼炉进行精炼制备成品，精炼工序和第一种工艺技术中的精炼工艺相同，吨产品电耗为4800kwh/t，最终制得的产品，碳含量最低能控制到0.1％左右，也无法实现超低碳(碳含量小于0.03％)的技术水平，由于外购原料成本较高，因此利润空间小。

如公开号为：CN105088052A，名称为：一种利用光伏行业切割废料生产硅铁合金方法的发明专利，充分利用了光伏行业切割多/单晶硅过程中产生的大量微硅粉废料，通过回收聚乙二醇和碳化硅再利用，以剩下的硅和二氧化微硅粉固废作原料，与兰炭和氧化铁皮按照一定的比例投入到电炉内，冶炼出硅铁合金。冶炼过程的主要原理基于以下的化学方程式：

2FeO+Si＝2Fe+SiO₂

SiO₂+C＝Si+CO₂

采用该专利方法每生产1吨合格硅铁合金电耗只有5000度，比采用硅石，焦炭和氧化铁为原料进行冶炼相比，节省能耗28.6％～37.5％。但该专利技术仍然通过添加碳质还原剂，基于还原反应实现硅、铁元素的还原，实现硅铁合金的冶炼。

本发明的其他背景主要有硅泥、微硅粉、硅渣，具体如下：

硅泥：大批淘汰的光伏组件中含有价值昂贵的银，很多光伏组件生产厂家建成了晶硅光伏组件回收处理车间，专门用于提取废弃晶硅光伏组件中的银和铝，提取工艺中需要将晶硅光伏组件破碎，采用化学试剂进行提取，提取后，再进行水洗去除化学药剂，剩余的渣泥中主要成分为Si，含碳量≤1.00ppba。