[发明专利]一种工业硅生产用还原剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种还原剂,尤其涉及一种工业硅生产用还原剂。

背景技术

目前我国工业硅的冶炼主要选用的还原剂有：石油焦、低灰份烟煤、木炭、木块等。木炭是最理想的还原剂，木炭孔隙率高，75%以上，反应活性好，电阻率高，几乎是任意一种焦炭的10倍，有利于电极深插，灰份3%左右。但因为木炭是一种可息资源，不单价格昂贵冶炼成本高，且采用大木炭工艺冶炼工业硅对环境的破坏是巨大的。

目前各工业硅生产企业都在不同程度上选用了石油焦替代部分木炭，但在生产过程中因为石油焦自身的理化特性，遇到了许多问题。虽然石油焦中固定碳高达76%以上，固定碳单位成本低，灰份低（1%以下），但其反应活性次于木炭和煤，电阻率小，在冶炼过程中石墨化快，导电性强。在生产过程中使用的石油焦粒径跨度大，是细粉到大块石油焦的混合料，其中直径小于5mm的粉焦比例占50%以上，从而导致投料时粉料扬尘损失大、料面烧损大、透气性差、炉内炉气压力大，表面孔隙风速偏高，造成炉面粉料跑料及烧损严重，达10%以上；因电阻率小，在1300℃左右易提前结晶，石墨化快导致电极不易下插；因炉内炉气压力大，造成炉气外排不畅，融化温度增高，造成电耗增高，加上石油焦粉尘多电阻率低，电极上部易附着石墨化结块，造成下电极困难，操作时捣炉机及大铲在炉内停留时间过长，造成铁高、产量低、产品指标不理想、炉底上涨炉龄短等。大颗粒的石油焦在生产过程中，电阻率变化大，且表面石墨化后石油焦就失去了还原作用，降低了利用率，造成资源浪费。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明实施例的目的是提供一种工业硅生产用还原剂，透气性好，石墨化程度低，还原性好，能延长矿热炉的炉龄。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种工业硅生产用还原剂，按质量百分比由0-100%的石油焦颗粒和0-100%的改性石油焦颗粒组成，所述石油焦颗粒和改性石油焦颗粒的粒度均在5-60mm范围内。

进一步地，所述改性石油焦颗粒为石油焦粉末压制成型得到的。

进一步地，所述改性石油焦颗粒包括石油焦粉末和添加剂组成，所述添加剂为SiO₂粉末和/或高分子聚合物。所述SiO₂粉末较优地选用无定型SiO₂粉末；所述高分子聚合物采用聚乙烯醇、羧甲基纤维素或者脲醛树脂等。

具体地，所述改性石油焦颗粒按质量百分比包括0-10%的SiO₂粉末、0-0.6%的高分子聚合物和余量的石油焦粉末组成，其中，所述SiO₂粉末和高分子聚合物不同时为零。

优选地，所述改性石油焦颗粒按质量百分比包括4%-10%的SiO₂粉末、0.3%-0.6%的高分子聚合物和余量的石油焦粉末组成。

优选地，所述改性石油焦颗粒按质量百分比包括5%-10%的SiO₂粉末、0.4%-0.6%的高分子聚合物和余量的石油焦粉末组成。

更优地，所述改性石油焦颗粒按质量百分比包括8%的SiO₂粉末、0.5%的高分子聚合物和余量的石油焦粉末组成。

更进一步地，所述改性石油焦颗粒还包括沥青，所述沥青优选为中高温沥青。

具体地，所述改性石油焦颗粒按质量百分比由1%-10%的SiO₂粉末、0.1%-0.6%的高分子聚合物、2%-5%的沥青和余量的石油焦粉末组成。

具体地，所述改性石油焦颗粒按质量百分比由4%-10%的SiO₂粉末、0.3%-0.6%的高分子聚合物、2%-5%的沥青和余量的石油焦粉末组成。

优选地，所述改性石油焦颗粒按质量百分比由5%-10%的SiO₂粉末、0.4%-0.6%的高分子聚合物、3%-5%的沥青和余量的石油焦粉末组成。

进一步地，所述还原剂按质量百分比由1-99%的石油焦颗粒和1-99%的改性石油焦颗粒组成。

优选地，所述还原剂按质量百分比由30%-90%的石油焦颗粒和10%-70%的改性石油焦颗粒组成。

所述还原剂按质量百分比由40%-80%的石油焦颗粒和20%-60%的改性石油焦颗粒组成。

更优地，所述还原剂按质量百分比由60%的石油焦颗粒和40%的改性石油焦颗粒组成。

进一步地，所述石油焦颗粒和改性石油焦颗粒的粒度均在5-15mm范围内。

进一步地，所述石油焦颗粒和改性石油焦颗粒的粒度均在16-40mm范围内。