[发明专利]一种利用金刚线切割晶体硅废料制备硅铬合金的方法

说明书

本发明提供了一种利用金刚线切割晶体硅废料制备硅铬合金的方法，包括如下步骤：按质量百分比计，将25‑35wt％的晶体硅切割废料，1‑3wt％的钠基膨润土，5‑10wt％的改性水玻璃，20‑30wt％的铬精矿以及30‑40wt％的水混料，然后压成直径20‑50mm的料球；将料球在60‑90℃条件下脱水，至料球重量不再发生变化；将脱水的料球脱除有机物，并将脱出的有机物分解，分解产物经喷淋塔吸收后排入大气；将脱除有机物的料球在密闭容器中烧结；将烧结后的料球进行熔炼、扒渣浇注，检测合金成分。本发明提供的一种利用金刚线切割晶体硅废料制备硅铬合金的方法，生产安全、绿色环保且工序简单、生产效率高。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种利用金刚线切割晶体硅废料制备硅铬合金的方法。

背景技术

金刚线切割目前已成为硅锭切割的主要方式，切割所产生的废料硅含量一般在85％以上，具有极高的回收价值。硅铬合金系铬铁的硅化物,是含有足够硅量的铬铁。硅铬合金的冶炼方法有一步法和两步法，一步法又叫有渣法，是将铬矿石、硅石、焦炭等在埋弧还原电炉内直接炼成硅铬铁合金；二步法又叫无渣法，将预先制备好的高碳铬铁、硅石、焦炭和钢屑按一定比例配料在电炉冶炼。一步法还原剂配入量要准确，它影响电极插入深度和炉内温度，还影响合金成分，渣量大，铬损失于渣中较多。二步法需预先制备高碳铬铁，增加了生产成本。上述方法与利用晶体硅切割废料制备铬系铁合金相比，能耗都较高。

目前，利用金刚线切割废料制备铬系合金的研究较少，而利用金刚砂切割废料制备铬系铁合金已有相应的技术应用，其方法是将铬精矿粉与金刚砂切割晶体硅废料按一定比例混匀造球成型，熔剂为生石灰，感应炉或电弧炉熔炼得到中、低碳铬铁合金；再将上述合金与镁橄榄石或者硅石、焦炭按一定比例混匀装入电炉冶炼，浇注得到低碳铬铁合金。

但利用晶体硅切割废料制备铬系铁合金的方法，不仅存在着直接加入粉料导致硅的利用率较低的问题。而且，在将铬精矿与切割废料混合成型的过程中，未考虑到脱水过程会产生氢气不利于安全生产，且未考虑有机物的脱除及处理而容易污染环境。同时，在制备高碳铬铁过程中以碱性氧化物氧化钙为熔剂在水作用下极易与硅反应放出氢气也不利于安全生产，并且冶炼过程分为两步，工序繁琐，增加了生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生产安全、绿色环保且工序简单、生产效率高的利用金刚线切割晶体硅废料制备硅铬合金的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用金刚线切割晶体硅废料制备硅铬合金的方法，包括如下步骤：

按质量百分比计，将25-35wt％的晶体硅切割废料，1-3wt％的钠基膨润土，5-10wt％的改性水玻璃，20-30wt％的铬精矿以及30-40wt％的水混料，然后压成直径20-50mm的料球；

将料球在60-90℃条件下脱水，至料球重量不再发生变化；

将脱水的料球脱除有机物，并将脱出的有机物分解，分解产物经喷淋塔吸收后排入大气；

将脱除有机物的料球在密闭容器中烧结；

将烧结后的料球进行熔炼、扒渣浇注，检测合金成分。

进一步地，所述料球的脱水时间为5-20h。

进一步地，所述料球脱除有机物是在200-350℃条件下脱除有机物，脱除有机物的时间为1-5h。

进一步地，所述晶体硅切割废料预先进行破碎处理，破碎后的晶体硅切割废料有90％以上的颗粒粒度小于100μm。

进一步地，所述料球压成直径为20-50mm的料球。