一种用于生产工业硅的还原剂，其特征在于，该还原剂由石油焦与煤焦油依照2.5～3∶1质量比混合而成。本发明专利技术用石油焦与煤焦油混合后做成的还原剂，它的有80％以上的粘结指数和20％以上的挥发分。不仅如此，在制作此还原剂的过程中，石油焦被磨细，大大提高其实际参与冶金反应的量，而且掺入煤焦油后，粘结指数增加，使得在生产过程中不会因为加入的炉料太细而被燃烧掉，可提高石油焦利用率约20％以上，同时也大大增强了还原效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种还原剂，尤其涉及一种用于生产工业硅的还原剂及其制备和应用。
技术介绍
在工业硅生产过程中，主要的反应过程是硅石中的SiA和还原剂中的C在高温下进行的还原反应SiA+2C = Si+2C0。目前生产工业硅的主要还原剂是木炭，但其高昂的价格和越来越严格的环保政策致使人们一直在追求其替代品，而石油焦就是一个较好的选择。石油焦的特点是固定碳高(83%以上)、灰份低(杂质含量低，3%以下)、挥发份适中 (8-12% )、致密度高(孔隙度小)，还原性能差。其用来做冶金还原剂能够生产较纯净的产品，但其性能决定其在实际的冶金反应中使用效率较低，大部分不能参与反应或反应区在碳集中区，易生成危害性很大的碳化硅，或因粒度太小而在炉内被燃烧掉。现在南方的一些工业硅生产厂家在12. 5MVA以下的工业硅炉中用大约60% (占总还原剂的量)的石油焦进行工业硅生产，也能勉强维持炉况正常运行，但经过大约三至六个月就必须进行挖炉，使用效果很不理想。主要问题是石油焦在工业硅炉中实际参与反应的成份很少，最高只能达到70%，烧损率一般都超过30%，还需要使用木炭和木材。
技术实现思路
本专利技术提出了一种利用率高，不需要使用木材和木炭的，同时增强了还原效果的用于生产工业硅的还原剂及其制备和应用，而且能长期维持工业硅炉正常运行。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案一种用于生产工业硅的还原剂，其中，该还原剂由石油焦与煤焦油依照2. 5 3 1质量比混合而成。—种制备本专利技术还原剂的制备方法，其中包括以下步骤(1)将煤焦油加热至40°C 100°C ；(2)在搅拌机中将磨细至粒度3mm以下的石油焦和步骤⑴所得的煤焦油按比例搅拌均勻。一种应用如本专利技术的还原剂生产工业硅的方法，其中包括以下步骤(1)原料准备选择SiO2含量彡99%的硅石，粉碎至一定的粒度，作为硅源；按照硅石还原剂=1.5 1 2.5 1的重量比进行充分混合，加入工业硅炉；(2)还原反应使用25. 5MVA工业硅炉进行连续生产，有功功率保持在19 22MW 之间，保持不间断地下料，并根据料面情况进行捣炉、扎眼；每隔2 3小时出硅一次，高温状态下的硅熔液放入硅水包中；(3)除渣高温状态下的硅熔液在硅水包中，保持温度为1500 1900°C，气压为 6 8个标准大气压，通入空气或者氧气或者富氧空气或者氧气和空气的混合气体进行除 ■，持续 0. 5 1. ；(4)定向凝固将硅熔液倒入凝固池中自然降温凝固，即得工业硅。本专利技术的生产工业硅的方法，其中硅石和还原剂的重量比为硅石还原剂= 1. 8 1 2. 2 1 ；硅石粒度为50 150mm ；还原反应中每次加热的温度保持时间为浊； 除渣步骤中，持续通入富氧空气Ih进行除渣。本专利技术的生产工业硅的方法，其中工业硅炉内呈“品”字状分布三个电极，并分别和三相工频电源连接。本专利技术的生产工业硅的方法，其中电极为自焙或炭素或石墨电极，向硅水包内的硅熔液中通入适量空气是通过专用液氧管道和压缩空气管道。本专利技术一种用于生产工业硅的还原剂及其制备和应用的优点是1、本专利技术用石油焦与煤焦油混合后做成的还原剂，它有80%以上的粘结指数和 20%以上的挥发分。不仅如此，在制作此还原剂的过程中，石油焦被磨细，大大提高其实际参与冶金反应的量，而且掺入煤焦油后，粘结指数增加，使得在生产过程中不会因为加入的炉料太细而被燃烧掉，可提高石油焦利用率约20%以上，同时也大大增强了还原效果。2、代替木炭和木材工业硅生产过程中，主要的反应过程是硅石中的SiO2和还原剂中的C在高温下进行的还原反应Si02+2C = Si+2C0由以上的反应方程式可以看出，当还原剂中的碳的有效利用率增加20%时，其硅的产出率也会同比增加20%，这样就会大大提高原料的整体使用效率，炉内反应的节能效果也会得到充分的体现。本专利技术在25. 5MVA工业硅炉进行试生产时，采用一半的木炭、一半石油焦和煤焦油混合后作为还原剂生产，试验结果发现其产品质量比只用木炭提高了一个级别，高品质牌号的工业硅由原来占总产量的30%提高至50%，而且几乎不再出现等外品，所有产品中 Fe的含量同比降低了 0. 1%，吨成本比只用木炭降低了近300元，有较好的经济效益。本专利技术在25. 5MVA工业硅炉进行生产时发现，采用石油焦与煤焦油做还原剂替代单纯石油焦时，还原剂的整体用量明显比原来减少15%以上，也就是说原来生产一吨工业硅需用还原剂1. 9吨，采用新的还原剂后只用1. 7吨。而且工业硅炉在同等功率运行下硅的产量也能增加10%以上，单位冶炼电耗也从原来的12500kwh降至12000kwh，同时品质也有明显的提高，不仅狗的含量降低，而且工业硅中的微量元素如P、B的含量也都有所降低。具体实施例方式实施例1—种用于生产工业硅的还原剂，该还原剂由石油焦与煤焦油依照3 1质量比混合而成。制备方法在一个双层容器中，外层为水，内层为煤焦油。用蒸汽把水加热至60°C来加热煤焦油，以保证煤焦油良好的流动性。在搅拌机中先加入称量好的石油焦(石油焦要事先磨细至粒度3mm以下)，然后用液体泵把煤焦油抽到搅拌机中进行混合搅拌，待搅拌均勻后装入定量的专用容器中以备使用。经检测，粘结指数为85% ；挥发分为对％。CN 102530950 A粘结指数的测定方法将本实施例所得的石油焦与煤焦油混合物200克在马弗炉中勻速加热至400°C并保持10分钟后，拿出，称粘结在一起的重量与总重量的比值的百分数为粘结指数。挥发分的检测方法是把3克本实施例所得的石油焦与煤焦油混合物放入900°C 的马弗炉中加热一个小时，拿出冷却后称重，然后再放入马弗炉中加热再称量至重量不再变化，计算其损失量为挥发份的含量。实施例2由实施例1所得的产品为还原剂生产工业硅的具体步骤如下(1)原料准备选择Si02含量彡 99%，Fe203含量04%，A1203含量< 0. 04%, CaO含量彡0.01%的硅石，粉碎至50 150ram粒度，作为硅源；按照硅石还原剂=2 1 的重量比进行充分混合，加入工业硅炉；工业硅炉内包括三个呈“品”字状分布并分别和三相工频电源连接的电极；(2)还原反应使用25. 5MVA工业硅炉进行连续生产，有功功率保持在19 22MW 之间，保持不间断地下料，并根据料面情况进行捣炉、扎眼。每隔2 3小时出硅一次，从出硅口流入硅水包内。(3)除渣在硅水包中，保持温度为1500 1900°C，用气压为6 8个标准大气压，通入富氧空气进行除渣，持续Ih ；(4)定向凝固将硅熔液倒入凝固池中自然降温凝固，即得工业硅。经天津地质研究院地质矿产测试中心分析化验，所得工业硅的指标为si彡99. 5%，！^e < 0. 4%， Al 彡 0. 001%, Ca 彡 0. 0016%, P 彡 0. 0002%, B 彡 0. 0004%, Zr 彡 0. 0004%。月平均生产指标吨冶炼电耗11800kwh，还原剂的吨使用量为1. 7吨，441以上品牌工业硅占总产量的87%。实施例3用石油焦作为实施例2中的还原剂，其它步骤同实施例2。经天津地质研究院地质矿产测试中心分析化验，所得工业硅的指标为 si 彡 99. 4%, Fe ^ 0. 05%, A本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：闫海洋，刘勇，汪利锋，张振海，安志敏，马水涛，王令旗，邢瑞平，李为民，
申请(专利权)人：登封电厂集团铝合金有限公司，
类型：发明
国别省市：
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