Способ получения кремния

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 08811 А 1 3)5, С 01 В 33/02 АТЕНТНОЕ ОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО ССС ГОСПАТЕНТ ССС ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТВ ТОРСКО(71) Иркутский алюминиевыский филиал Всесоюзноговательского и проектналюминиевой, магниевойпромышленности(56) Авторское свидетельстй 1344735, кл. С 01 В 33/О й заводнаучно-и сследотитут родно лек в, В,Пэурово ССС , 1986 реми Изобретение относится к области получения кремния технической чистоты,Целью изобретения является повышение производительности электропечи и извлечения кремния в готовый продукт.Поставленная цель достигается тем, чтов способе получения кремния, включающемсмешение кварцита с углеродсодержащимвосстановителем, подачу шихты на колошник электродуговой печи и восстановительную плавку, периодически через каждые1,5-2,0 ч на поверхность колошника междуэлектродами дополнительно подают углеродсодержащий восстановитель в количест ве 200-600 кг.Техническая сущность предлагаемоготехнического решения заключается в следующем,В процессе работы трехэлектродной печи при выплавке кремния и в процессе подачи шихты требуемого состава равномерно во все зоны калошника в его центре часто образуются настыли с повышенным содержанием 52, в резул) тате чего ухудшается газопроницаемость центральной рабочей зоны колошника, т.е. образуется "мертвая зона", в которой снижен или полностью от(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНИ(57 Сущность изобретения: смешивают кварцит с углеродсодержащим восстанови телем, подают шихту на колошник электро дуговой печи и осуществляют плавку, Через каждые 1,5-2,0 ч на поверхность колошника между электродами дополнительно подают углеродсодержащий восстановитель в коли честве 200-600 кг. 1 табл,сутствует сход шихты в высокотемпературные зоны внутри ванны, Все это приводит ктому, что в центральной части ванны процесс восстановления кремния идет крайненеравномерно и, следовательно, неэффективно,Данная ситуация характерна практичеки для всех печей, производящих кремний.Повысить газопроницаемость и эффективность восстановления кремния в центреколошника можно либо путем механического разрушения настыли, либо химическимспособом.Механическое разрушение затрудненовследствие особенностей конструкции печии обслуживающей ее техники,Разрушение настыли химическим спо-;собом путем активизации реакции восстановления наиболее перспективно.В предложенном способе разрушениенастыли достигается эа счет подачи в центрколошника чистого углеродистого материала, который, реагируя с материалом настыли, содержащим повышенное количество902, разрушает ее, в результате его повышается гаэопроницаемость ц;1 пз олошника, 1808811Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и другими решениями в данной области техники и смежных областях не выявило признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом техническом решении, которые в совокупности с известными признаками позволяют достичь технико-зкономических показателей более высокого уровня,а именно:- повысить производительность печи по выпуску кремния в среднем на 20-30 кг/час;- повысить извлечение кремния в готовый продукт на 1,5 - 2 О относительно прототипа;- снизить энергетические затраты.П р и м е р. На колошник руднотермической печи мощностью 25 МВА по обычной технологии подавали шихту стандартного состава: кварцита - 600 кг, древесного угля - 110 кг, нефтекокса - 60 кг, каменного угля - 220 кг, древесной щепы - 600 кг. Примерно через каждые полтора часа центр колошника между электродами спекался и образовывалась настыль, которая снижала газопроницаемость зоны, в результате чего эффективность процесса восстановления падала, С помощью загрузочной машины в центр колошника между электродами подавали порцию углеродистого материала оптимального и качественного состава в количестве 400 кг, Причем время между загрузками углеродистого материала в центр колошника между электродами составляло 1,5 - 2,0 цаса. В процессе плавки углерод восстановителя эффективно реагировал с окислами настыли, в результате чего она разрушалась и газопроницаемость шихты в атой области резко повышалась, а вместе с ней и эффективность процесса восстановления кремния,В качестве углеродистого материала использовали навеску из 400 кг шихты, которая в пропорции включала древесный уголь - 120 кг, нефтяной кокс - 60 кг, каменный уголь - 280 кг и древесную щепу - 300 кг, Следующая порция аналогичного количества и качества подавались через один и тот же промежуток времени.В таблице проведены результаты испытаний.Наилучшие результаты достигнуты при подаче углеродистого материала в пределах 200-600 кг, Формула изобретения 40 Способ получения кремния, включающий смешение кварцита с углеродсодержащим восстановителем, подачу шихты на колошник электродуговой печи и восстановительную плавку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности печи и извлечения кремния в готовый продукт, периодически через каждые 1,5- 2,0 ч на поверхность колошника между электродами дополнительно подают углеродсодержащий восстановитель в количестве 200 - 600 кг. При меньших количествах ( 200 кг) подаваемого углеродистого материала не достигается разрушение настыли и потеримонооксида кремния практически не снижа 5 ются,При больших количествах ( 600 кг) происходит чрезмерный перерасход дорогостоящего углеродистого восстановителя,падает электросопротивление в этой зоне10 колошника, увеличивается доля электрического тока, проходящего через материал,что повышает расход электроэнергии, а прирост производительности незначителен.Периодичность подачи углеродистого15 материала через 1,5 - 2,0 часа определена наосновании опытных данных. Замечено, чтомаксимальные размеры настыль имеет через 1,5 - 2,0 часа, т.е, с момента, когда про-.исходила последняя загрузка углеродистогоматериала в центр колошника. В этот период процесс восстановления в этой зоне резко снижался. При запредельных значенияхнижнего по времени предела, например через 1,3 часа, процесс восстановления про 25 должается, но идет значительно хуже.Подача углеродистого материала в этот период приводит только к увеличению расходавосстановителя вследствие его повышенного выгорания, При запредельных значенияхЗ 0 верхнегопо времени предела более 2 часов,например, через 2,2 часа, процесс восстановления в центральной зоне практическипрекращается.Таким образом, предлагаемый способЗ 5 позволяет по сравнению с известным повысить производительность печи в среднем на20-30 кг/ч и извлечение кремния в готозыйпродукт на 1,5 - 2,.1808811 Продолжение тяблицы Редактор роизводствен аказ 1255 ВНИИПИ Гос Составитель С.ПоповТехред М,Моргентал Корректор Н.КешеляТираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская нэб 4/5 здательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10