NO170476B - Fremgangsmaate for fremstilling av silisium, eventuelt forviderefoering til ferrosilisium eller silisiummetall, samtraastoff-formstykker for saadan fremgangsmaate - Google Patents
Fremgangsmaate for fremstilling av silisium, eventuelt forviderefoering til ferrosilisium eller silisiummetall, samtraastoff-formstykker for saadan fremgangsmaate Download PDFInfo
- Publication number
- NO170476B NO170476B NO861204A NO861204A NO170476B NO 170476 B NO170476 B NO 170476B NO 861204 A NO861204 A NO 861204A NO 861204 A NO861204 A NO 861204A NO 170476 B NO170476 B NO 170476B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- raw material
- silicon
- silicon dioxide
- moldings
- weight
- Prior art date
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 80
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 44
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 32
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 28
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 28
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 23
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 23
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims description 22
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 19
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 16
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 10
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 238000004939 coking Methods 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 22
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 2
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- 229910021486 amorphous silicon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011335 coal coke Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/02—Silicon
- C01B33/021—Preparation
- C01B33/023—Preparation by reduction of silica or free silica-containing material
- C01B33/025—Preparation by reduction of silica or free silica-containing material with carbon or a solid carbonaceous material, i.e. carbo-thermal process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/003—Making ferrous alloys making amorphous alloys
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av silisium, eventuelt for videreføring til ferrosilisium eller silisiummetall i en elektrolavsjaktovn, hvorunder
det først dannes råstoff-formstykker som inneholder så
vel finkornet silisiumdioksyd som overskudd av karbonmaterial med hensyn på oksydets reduksjon til silisiumkarbid, og
de dannede råstoff-formstykker innføres i blanding med silisiumdioksyd i stykkeform som beskikningstilsats i
lavsjaktovnen,
idet silisiumdioksydet i råstoff-formstykkene reduseres til silisiumkarbid i en øvre del av elektrolavsjaktovnen ved en temperatur under 1600°C, og det dannes agglomerater med koksstruktur av det karbonmaterial i råstoff-formstykkene som ikke forbrukes under denne reduksjon, mens videre det silisiumdioksyd som tilføres i stykkeform i beskikningstilsatsen i smeltet form reduseres til silisium med silisiumkarbidet og karbonmaterialet fra agglomeratene med koksstruktur i en nedre del av elektrolavsjaktovnen ved en temperatur over 1600°C, fortrinnsvis fra 1800 til 2000°C.
Silisiumdioksyd betegner her alle vanlige silisiumbærere, særlig kvartsitt og kvartssand. Begrepet finkornet innebærer her sandfin korning, for eksempel med kornstørrelse 0,5 til 5 mm, fortrinnsvis omkring 1 mm. Uttrykket overskudd betyr her at det karbonmaterial som ikke forbrukes til reduksjon av silisiumdioksydet til silisiumkarbid i råstoff-formstykkene, mengdemessig er tilstrekkelig for å danne de tilsiktede agglomerater med koksstruktur. Reduksjonen forløper stort sett i to trinn med følgende reaksjoner:
I det annet reaksjonstrinn dannes silisiummonooksyd i samsvar med ligningen:
Silisiummonooksyd som foreligger i gassform ved den hersk-ende temperatur, stiger til den øvre del av elektrolavsjaktovnen. Innenfor rammen av de kjente, innledningsvis angitte tiltak (DE-OS 3.411.371) fremstilles råstoff-formstykkene ved brikettering. For dette formål blir det arbeidet med briket-terbart kull i tilstrekkelig mengde for briketteringen, som fortrinnsvis finner sted ved varmbrikettering, men også kan utføres ved koldbrikettering under tilsats av bitumenbindemiddel. Forøvrig inneholder råstoff-formstykkene karbonmaterial i form av inerte karbonbærere med hensyn på briketteringen, slik som petroleumkoks, antrasitt, grafitt, brun-kullkoks, stenkullkoks o.l. Det vil forstås at fremstillingen av silisium kan videreføres til dannelse av ferrosilisium og eventuelt silisiummetall, idet man bringer inn passende substanser, for eksempel jern i form av jernspon eller jern-granulat, eventuelt også jernoksyd, i elektrolavsjaktovnen. Disse kjente tiltak har vist seg forsatt å være hensiktsmes-sige. Ved lavt strømforbruk i sjaktovnen og nedsatt elek-trodeforbruk i denne fører de til betraktelig øket silisiumutbytte. I henhold til ikke offentliggjorte undersøkelser beror alt dette på at det i det første reduksjonstrinn til silisiumkarbid av råstoff-formstykkene dannes agglomerater med koksstruktur, som sammenlignet med karbonmaterialet i en beskikningstilsats av silisiumdioksyd og karbon oppviser en betraktelig forstørret virksom overflate, nemlig en koks-strukturoverflate. Den spesifike indre overflate ligger imidlertid for det meste under 5 m<2>/g. Ved denne forstørrede overflate er da agglomeratene med koksstruktur særlig reaksjonsvennlige- samt aktivert til omtrent samme nivå som karbonmaterialets reaksjonsvennlighet. Imidlertid frigjøres likevel silisiummonooksyd i gassform, hvilket påvirker silisiumutbyttet. Også strømforbruket påvirkes av dette.
Det er derfor et formål for foreliggende oppfinnelse å for-bedre den innledningsvis angitte fremgangsmåte ytterligere med hensyn på strømforbruk og silisiumutbytte, og slik at det kan fremstilles et rent metallisk silisium.
Dette oppnås i henhold til oppfinnelsen ved at råstoff-formstykkene dannes med 4 til 20 vekt% bitumenbindemiddel regnet som andel av formstykkenes samlede vekt, og bindemiddelet tilsettes silisiumdioksydpulver som har en spesifikk indre pulveroverflate på minst 5 m<2>/g, i en andel på 2 til 20 vekt% av bindemiddelets vekt, således at de dannede agglomerater med koksstruktur ved nevnte reduksjon av silisiumdioksydet til silisiumkarbid i råstoff-formstykkene gis en spesifikk samlet indre karbonoverflate på over 5 m<2>/g og fortrinnsvis over 10 m<2>/g ved at bitumenbindemidlet som følge av forkoksningen bringes til å danne karbonovertrekk på silisiumdioksydpulveret, før agglomerater reduseres videre i elektrolavsjaktovnens nedre del.
Ved hjelp av det finfordelte silisiumoksydpulver, som i elektrolavsjaktovnen først reduseres til silisiumkarbid, oppnås tilstrekkelig indre overflate i agglomeratene med koksstruktur til at silisiummonooksyd i gassform suges opp og reduseres under den videre produksjonsprosess. Det vil forstås at også det finkornede silisiumdioksyd bidrar til dannelse av den store indre overflate.. Uttrykket bitumenbindemiddel betegner alle egnede bitumenmaterialer, særlig sådanne materialer som anvendes som bindemiddel, for eksempel ved veibygning og ved briketteringsprosesser. Smeltepunktet bør helst ligge over 60°C. Det vil være åpenbart at de enkelte korn i det finfordelte silisiumoksydpulver i størst mulig grad bør fuktes intimt med bitumenbindemiddelet og blandet homogent med dette. Dette kan oppnås uten vanskeligheter idet bitumenbindemiddelet gjøres tilstrekkelig lettflytende ved oppvarming og deretter blandes med silisiumoksydpulveret, idet det herunder for eksempel arbeides etter stråleblan-dingsprinsippet. Nevnte silisiumoksydpulver omfatter her meget finfordelt sådant pulver (sterkt dispergert, amorft silisiumdioksyd, slik som angitt i firmatrykksaker fra Degussa over Aerosil), men også andre meget fine silisium-dioksydpulvere. Ved tilsats av silisiumpulveret til råstoff-formstykkene, hvilket er mulig ved innblanding av silisiumoksydpulveret i et bitumenbindemiddel, induseres således i henhold til oppfinnelsen i tillegg en reaksjonsvennlig kar-bonoverf late i agglomeratene med koksstruktur. Reaksjonen av silisiumoksydpulveret til silisiumkarbid i det første reduksjonstrinn frembringer også i det ikke forbrukte karbonmaterial en sådan indusert indre overflate. Ved hjelp av den foreliggende mengde silisiumoksydpulver og dets spesifiserte indre overflate kan da den tilsiktede indre karbonoverflate frembringes. Etter forkoksningen av bitumenbindemiddelet er silisiumoksydpulveret overtrukket med et kokssjikt som fra 1500°C er gjenstand for en betraktelig dannelse av silisiumkarbid. Pulveroverflaten overføres likeledes til koksmate-rialet. Silisiumkarbidet forbrukes under videre dannelse av indre overflate, nemlig på de ytre begrensningsflater av små silisiumkarbidkrystaller. En meget nøyaktig styring av den indre overflateøkning er mulig ved hensiktsmessig valg av silisiumoksydpulver samt ved pulverets prosentandel i bindemiddelet. Vanligvis fremstilles råstoffformstykkene med 4 til 20 vekt% bitumenbindemiddel som andel av formstykkenes samlede vekt, idet bindemiddelet iblandes 2 til 20 vekt% silisiumoksydpulver regnet som andel av bindemiddelets vekt. I henhold til en foretrukket utf©reiseform av oppfinnelsens fremgangsmåte benyttes i bitumenbindemiddelet et silisiumoksydpulver som har en spesifikk indre overflate på 200 til 800 m<2>/g. Med hensyn til dette gjelder en avpasningsregel. Produktet av vektprosent og indre overflate bør nemlig ved alle blandingsforhold hensiktsmessig holdes konstant. Dette betyr at for eksempel 30 vekt% med en indre overflate på 10 m<2>/g vil ha samme virkning som 0,7 vekt% silisiumpulver med en indre overflate på omtrent 45 0 m<2>/g.
Råstoff-formstykkene underkastes hensiktsmessig en innledende varmebehandling ved en temperatur som ligger under reduksjonstemperaturen for silisiumdioksyd til silisiumkarbid, hvor da bitumenbindemiddelet krakker. Denne innledende varmebehandling kan gjennomføres i den øvre del av elektro-lavs j aktovnen, hvor det for eksempel opprettholdes en temperatur på ca. 500°C. Denne innledende varmebehandling kan imidlertid også utføres som en forforkoksning i betydningen en vanlig forkoksningsprosess utenfor elektrolavsjaktovnen. Prinsippielt er imidlertid fremstillingen av råstoff-formstykkene vilkårlig innenfor oppfinnelsens ramme. Ved utvalg av hensiktsmessig bitumenbindemiddel må det imidlertid sikres at de fremstilte råstoff-formstykkene oppviser tilstrekkelig fasthet, således at de ikke brytes ned under transport og beholder sin form i lavsjaktovnen.
Med hensyn til en optimalisering er en foretrukket utførelse-form av oppfinnelsens fremgangsmåte kjennetegnet ved at det ved passende iblandet mengde silisiumoksydpulver i råstoff-formstykkene frembringes et koksstrukturagglomerat med en spesifikk indre overflate på 50 til 100 m<2>/g, idet det fortrinnsvis benyttes et silisiumoksydpulver som oppviser en indre overflate på 200 til 800 m<2>/g. Det ligger også innenfor oppfinnelsens ramme at råstoff-formstykkene i blanding med silisiumdioksyd i stykkeform og tilsats av karbonmaterial bringes inn som beskikningstilsats i lavsjaktovnen.
Hvis silisiummetall eller ferrosilisium skal direkte fremstilles i elektrolavsjaktovnen så kan beskikningstilsatsen dessuten tilsettes finfordelt jern, for eksempel i form av jernspon eller jernpulver, eventuelt jernoksyd. I denne forbindelse er det imidlertid også mulig å benytte råstoff-formstykker som i tillegg oppviser finfordelt jern. I alle tilfeller inneholder imidlertid råstoff-formstykkene overskudd av karbonmaterial i forhold til den materialmengde som er nødvendig for reduksjon av silisiumdioksyd. i formstykkene til silisiumkarbid. Det anbefales da å bygge opp råstoff-formstykkene på sådan måte at de med hensyn på denne reduksjon av silisiumdioksyd til silisiumkarbid oppviser et overskudd på karbon på mer enn 5 0 vekt% og mindre enn 90 vekt%. Ved arbeide i samsvar med oppfinnelsens prinsipper anvendes ytterst rene utgangsstoffer, særlig et ytterst rent bitumenbindemiddel i form av et dobbeltdestillert jordoljeprodukt således at et silisiummaterial av meget høy renhet kan fremstilles.
Oppfinnelsen gjelder også råstoff-formstykker for utførelse av den ovenfor omtalte fremgangsmåte, og som inneholder finkornet silisiumdioksyd samt overskudd av et inert karbonmaterial, slik som petroleumkoks, antrasitt, grafitt eller lignende, med hensyn på oksydets reduksjon til silisiumkarbid.
Formstykkenes særtrekk i henhold til oppfinnelsen ligger da i at råstoff-formstykkene er brikettert med et bitumenbindemiddel i en mengdeandel på 4 til 20 vekt% av formstykkenes samlede vekt, og som inneholder 2 til 20 vekt% finfordelt silisiumdioksydpulver med en spesifikk indre overflate på over 5 m<2>/g, fortrinnsvis fra 200 til 800 m<2>/g.
Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelp av ut-førelseeksempler som på den ene side beskriver fremstilling av råstoff-formstykkene og på den annen side fremstilling av silisium, samt klart angir de oppnådde fordeler ved frem-gangsmåten.
Fremstillingen av råstoff-formstykker ved hjelp av et bitumenbindemiddel, som tilsettes finfordelt silisiumoksydpulver, kan utføres ved hjelp av alle de fremstillingsteknikker som kan tillempes på denne prosess. Innenfor rammen av dette utførelseeksempel anvendes koldbrikettering.
Et bindemiddel som stammer fra jordolje og med et myknings-punkt på 87°0C ble oppvarmet til 170°C og holdt i bevegelse under sterk omrøring. Omrøreren var utført slik at et overflaterikt silisiumoksydpulver (spesifikk indre overflate 800 m<2>/g), ble suget inn i omrørerens hule akse gjennom en rørledning. Under overflaten på det flytende bindemiddel ble da silisiumoksydpulveret hensiktsmessig radialt fordelt og umiddelbart innleiret ved den sterke bevegelse. Et stadig kretsløp i omrøringsbeholderen sørger for at den tilsiktede konsentrasjon i et nivå på 10 % silisiumoksydpulver ble ens-artet fordelt. Ved hjelp av en stor overflate av omrørings-beholderen kan skumdannelse av bindemiddelet holdes innenfor tålbare grenser. Ved tilsatsen av silisiumoksydpulver steg blandingens viskositet, mens dens flytbarhet ble opprett-holdt. Blandingen kunne da fremdeles pumpes, hvilket var vesentlig for den videre bearbeiding. I denne flytende blanding ble det innført forvarmet sand og petroleumkoks. Blandingen antok temperaturen 110°C og ble knadd i en damp-atmosfære. Den ferdige blanding inneholdt da 10 % bitumenbindemiddel tilsatt silisiumoksydpulver, 40 % sand og 50 % petroleumkoks. Silisiumoksydpulveret var da representert med 1 % i den samlede blanding.
Briketteringen av denne blanding fant sted ved 104°C i en valsepresse. På denne måte ble det fremstilt råstoff-formstykker i form av briketter med et volum på 18 cm<5>. Etter avkjøling til omgivelsetemperatur oppviste disse formstykker gjennomsnittlig en punkttrykkfasthet på 185 kg, hvilket var tilstrekkelig til å oppfylle alle mekaniske fordringer i forbindelse med lagring og transport. Sikt-prøver viste at lengre transporter på jernbane og skip aldri ga avsiktet mengde over 2 %.
Vesentlig for oppfinnelsens fremgangsmåte.er også at råstoff-formstykkene oppviser den nødvendige ildfasthet. Herunder
forstår man den måte brenn- og reaksjonsstoffer forholder seg på når de oppvarmes eller sjokkoppvarmes. Sådan oppvarming er vanlig og opptrer i elektrolavsjaktovner ved hver beskikning, idet det friske kalde material da alltid bringes i kontakt
med en varm overflate av beskikningstilsats, hvor de faste stoffer oppviser temperaturer over 500°C, og gassene avbren-nes på oversiden av disse med høy varmeutvikling. Råstoff-formstykkene oppfylte i denne forbindelse alle forventninger.
I en trådkurv, som var nedsenkbart opphengt i lavsjaktovnen, ble råstoff-formstykkene etter beskikningen drevet under overflaten av beskikningstilsats. Der ble de holdt en time. Derpå ble de i trådkurven trukket opp av elektrolavsjaktovnen og raskt anbragt i en lufttett beholder. Det var da blitt dannet agglomerater av koksstruktur. Etter avkjøling ble
punk.ttryk.kfastheten av disse koksstrukturagglomerater målt.
Det ble fastslått at punkttrykkfastheten hadde øket til
210 kg. De flyktige bestanddeler var samtidig sunket til under 2 %. Endel av råstoff-formstykkene ble oppvarmet på
nytt i laboratoriet. Her ble vekttapene opp til 1600°C målt og en bestemmelse av fastheten gjennomført, samt den indre overflate utledet. Alle verdier var tilfredsstillende. Den spesifikke indre overflate beløp seg til 14,3 m<2>/g. Ved parallelle forsøk uten tilsats av silisiumoksydpulver ble det bare oppnådd en spesifikk indre overflate på 4,2 m<2>/g.
Fra de således fremstilte råstoff-formstykker ble det
fremstilt silisium i en elektrolavsjaktovn i samsvar med den tidligere beskrevne fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen.
Den oppnådde forbedring var meget påtagelig. Silisiumutbyttet beløp seg til 96,6 % ved et strømforbruk på 10.600 kWh/tonn silisium. Parallelt utførte forsøk med råstoff-formstykker uten iblanding av silisiumoksydpulver førte til et silisiumutbytte på bare ca. 80 % ved et energiforbruk på 12.800
kWh/tonn silisium.
Claims (9)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av silisium, eventuelt for videreføring til ferrosilisium eller silisiummetall i en elektrolavsjaktovn, hvorunder det først dannes råstoff-formstykker som inneholder så vel finkornet silisiumdioksyd som overskudd av karbonmaterial med hensyn på oksydets reduksjon til silisiumkarbid, og de dannede råstoff-formstykker innføres i blanding med silisiumdioksyd i stykkeform som beskikningstilsats i lavsjaktovnen, idet silisiumdioksydet i råstoff-formstykkene reduseres til silisiumkarbid i en øvre del av elektrolavsjaktovnen ved en temperatur under 1600°C, og det dannes agglomerater med koksstruktur av det karbonmaterial i råstoff-formstykkene som ikke forbrukes under denne reduksjon,
mens videre det silisiumdioksyd som tilføres i stykkeform i beskikningstilsatsen i smeltet form reduseres til silisium med silisiumkarbidet og karbonmaterialet fra agglomeratene med koksstruktur i en nedre del av elektrolavsjaktovnen ved en temperatur over 1600°C, fortrinnsvis fra 1800 til 2000°C, karakterisert ved at råstoff-formstykkene dannes med 4 til 20 vekt% bitumenbindemiddel regnet som andel av formstykkenes samlede vekt, og bindemiddelet tilsettes silisiumdioksydpulver som har en spesifikk indre pulveroverflate på minst 5 m<2>/g, i en andel på 2 til 20 vekt% av bindemiddelets vekt, således at de dannede agglomerater med koksstruktur ved nevnte reduksjon av silisiumdioksydet til silisiumkarbid i råstoff-formstykkene gis en spesifikk samlet indre karbonoverflate på over 5 m<2>/g og fortrinnsvis over 10 m<2>/g ved at bitumenbindemidlet som følge av forkoksningen bringes til å danne karbonovertrekk på silisiumdioksyd-^pulveret, før agglomerater reduseres videre i elektrolavsjaktovnens nedre del.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det benyttes et finfordelt silisiumdioksydpulver som oppviser en spesifikk indre overflate fra 200 til 800 m<2>/g.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at råstoff-formstykkene underkastes en innledende varmebehandling ved en temperatur som ligger under reduksjonstemperaturen for silisiumdioksyd til silisiumkarbid, og hvorved bitumenbindemiddelet krakker.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at den innledende varmebehandling gjennomføres i den øvre del av elektrolavsjaktovnen.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at den innledende varme
behandling utføres som en forforkoksning utenfor elektrolavsj aktovnen.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - 5, karakterisert ved at det frembringes koksstrukturagglomerater med spesifikk indre overflate 50 til 100 m<2>/g ved hensiktsmessig innstilling av mengdeandelen av silisiumdioksydpulver i råstoff-formstykkene.
7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - 6, karakterisert ved at råstoff-formstykkene i blanding med ytterligere karbonmaterial og nevnte silisiumdioksyd i stykkeform innføres som beskikningstilsats i elektrolavsj aktovnen.
8. Råstoff-formstykker for utførelse av den angitte fremgangsmåte i krav 1 - 7, og som inneholder finkornet silisiumdioksyd samt overskudd av et inert karbonmaterial, slik som petroleumkoks, antrasitt, grafitt eller lignende, med hensyn på oksydets reduksjon til silisiumkarbid, karakterisert ved at råstoff-formstykkene er brikettert med et bitumenbindemiddel i en mengdeandel på 4 til 20 vekt% av formstykkenes samlede vekt, og som inneholder 2 til 20 vekt% finfordelt silisiumdioksydpulver med en spesifikk indre overflate på over 5 m<2>/g, fortrinnsvis fra 200 til 800 m<2>/g.
9. Råstoff-formstykker som angitt i krav 8, karakterisert ved at bitumenbindemiddelet er krakket ved en forforkoksning av råstoff-formstykkene.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3518151 | 1985-05-21 | ||
| DE19853541125 DE3541125A1 (de) | 1985-05-21 | 1985-11-21 | Verfahren zur herstellung von silicium oder ferrosilicium in einem elektronierderschachtofen und fuer das verfahren geeignete rohstoff-formlinge |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO861204L NO861204L (no) | 1986-11-24 |
| NO170476B true NO170476B (no) | 1992-07-13 |
| NO170476C NO170476C (no) | 1992-10-21 |
Family
ID=25832399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO861204A NO170476C (no) | 1985-05-21 | 1986-03-25 | Fremgangsmaate for fremstilling av silisium, eventuelt forviderefoering til ferrosilisium eller silisiummetall, samtraastoff-formstykker for saadan fremgangsmaate |
Country Status (22)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4820341A (no) |
| AR (1) | AR242170A1 (no) |
| AT (1) | AT391462B (no) |
| AU (1) | AU5562386A (no) |
| BE (1) | BE904789A (no) |
| BR (1) | BR8602199A (no) |
| CA (1) | CA1252278A (no) |
| DE (1) | DE3541125A1 (no) |
| ES (1) | ES8800115A1 (no) |
| FI (1) | FI78665C (no) |
| FR (1) | FR2582293B1 (no) |
| GB (1) | GB2175577B (no) |
| IE (1) | IE59107B1 (no) |
| IN (1) | IN165731B (no) |
| IS (1) | IS1351B6 (no) |
| IT (1) | IT1190339B (no) |
| LU (1) | LU86379A1 (no) |
| MX (1) | MX169060B (no) |
| NL (1) | NL8601293A (no) |
| NO (1) | NO170476C (no) |
| SE (1) | SE463621B (no) |
| YU (1) | YU44572B (no) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3724541A1 (de) * | 1987-07-24 | 1989-02-02 | Applied Ind Materials | Verfahren und anlage zur herstellung von rohstoff-briketts fuer die erzeugung von silicium oder von siliciumcarbid oder von ferrosilicium |
| DE3732073A1 (de) * | 1987-09-23 | 1989-04-06 | Siemens Ag | Hochreine innenauskleidung fuer einen elektroniederschachtofen |
| DE3800239C1 (no) * | 1988-01-07 | 1989-07-20 | Gosudarstvennyj Naucno-Issledovatel'skij Energeticeskij Institut Imeni G.M. Krzizanovskogo, Moskau/Moskva, Su | |
| GR1000234B (el) * | 1988-02-04 | 1992-05-12 | Gni Energetichesky Inst | Μεθοδος παραγωγης σιδηροπυριτιου σε καμινους παραγωγης ηλεκτρικης ενεργειας. |
| JPH03503399A (ja) * | 1988-03-11 | 1991-08-01 | ディーア・アンド・カンパニー | ＳｉＣ、ＭｎＣ及び合金鉄の製造 |
| US4898712A (en) * | 1989-03-20 | 1990-02-06 | Dow Corning Corporation | Two-stage ferrosilicon smelting process |
| DE3923446C1 (no) * | 1989-07-15 | 1990-07-26 | Applied Industrial Materials Corp. Aimcor, Deerfield, Ill., Us | |
| US5009703A (en) * | 1990-08-13 | 1991-04-23 | Dow Corning Corporation | Silicon smelting process in direct current furnace |
| CN1061991A (zh) * | 1990-10-23 | 1992-06-17 | 纽法姆能源有限公司 | 碳块 |
| ES2073217T3 (es) * | 1991-08-08 | 1995-08-01 | Applied Ind Materials | Procedimiento para la obtencion de silicio en bajos hornos electricos y ladrillos de materia prima para la ejecucion del procedimiento. |
| DE4126254C2 (de) * | 1991-08-08 | 1994-02-24 | Applied Ind Materials | Verfahren zur Erzeugung von Silicium durch Reduktion von Quarz im Elektroniederschachtofen |
| DE4126255C2 (de) * | 1991-08-08 | 1994-02-24 | Applied Ind Materials | Verfahren zur Erzeugung von Silicium durch Reduktion von Quarz im Elektroniederschachtofen |
| US5174810A (en) * | 1992-02-19 | 1992-12-29 | Dow Corning Corporation | Ferrosilicon smelting in a direct current furnace |
| NO178346C (no) * | 1993-09-13 | 1996-03-06 | Sydvaranger As | Framgangsmåte for framstilling av ferrosilisium |
| RU2151738C1 (ru) * | 1997-12-16 | 2000-06-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью фирма "Сплав" | Шихта для производства кремния и способ приготовления формованного материала для производства кремния |
| RU2333889C2 (ru) * | 2006-08-18 | 2008-09-20 | Иосиф Григорьевич Альперович | Шихта для производства чистого кремния |
| US20080314446A1 (en) * | 2007-06-25 | 2008-12-25 | General Electric Company | Processes for the preparation of solar-grade silicon and photovoltaic cells |
| US20080314445A1 (en) * | 2007-06-25 | 2008-12-25 | General Electric Company | Method for the preparation of high purity silicon |
| RU2431602C1 (ru) * | 2010-03-25 | 2011-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Сибинженерпроект" (ООО "СибИП") | Шихта для выплавки кремния рудно-термическим восстановлением |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US602976A (en) * | 1898-04-26 | Guillaume de chalmot | ||
| US1171719A (en) * | 1912-06-12 | 1916-02-15 | Electro Metallurg Co | Process of producing ferrosilicon. |
| DE1915905C3 (de) * | 1969-03-28 | 1974-07-11 | Eschweiler Bergwerks-Verein, 5122 Kohlscheid | Verfahren zum Herstellen von Heißbriketts |
| US3704094A (en) * | 1969-11-19 | 1972-11-28 | Union Carbide Corp | Process for the production of elemental silicon |
| GB2008559A (en) * | 1977-09-09 | 1979-06-06 | Goldblatt N Z | Production of silicon |
| DE3009808C2 (de) * | 1980-03-14 | 1982-02-18 | Coc-Luxembourg S.A., Luxembourg | Verfahren zur Herstellung von silicium- und kohlenstoffhaltigen Rohstoff-Formlingen und Verwendung der Rohstoff-Formlinge |
| DE3023297C2 (de) * | 1980-06-21 | 1988-05-05 | International Minerals & Chemical Luxembourg S.A., 2010 Luxembourg | Verfahren zur Herstellung eines Vorproduktes für die Erzeugung von Siliziumcarbid |
| DE3032720C2 (de) * | 1980-08-30 | 1982-12-16 | International Minerals & Chemical Luxembourg S.A., 2010 Luxembourg | Verfahren zur Herstellung von Silicium aus Quarz und Kohlenstoff im Elektroofen |
| CH645868A5 (en) * | 1981-05-06 | 1984-10-31 | Int Minerals & Chem Luxembourg | Process for preparing silicon- and carbon-containing raw-material mouldings, and use of the raw-material mouldings |
| DE3411731A1 (de) * | 1983-11-26 | 1985-11-07 | International Minerals & Chemical Corp., Northbrook, Ill. | Verfahren zur herstellung von silicium aus rohstoff-quarz in einem elektroniederschachtofen sowie verfahren zur reduktion von oxidischen rohstoffen |
-
1985
- 1985-11-21 DE DE19853541125 patent/DE3541125A1/de active Granted
-
1986
- 1986-03-25 NO NO861204A patent/NO170476C/no unknown
- 1986-03-25 IS IS3087A patent/IS1351B6/is unknown
- 1986-03-28 LU LU86379A patent/LU86379A1/de unknown
- 1986-04-03 AU AU55623/86A patent/AU5562386A/en not_active Abandoned
- 1986-04-10 AR AR86303616A patent/AR242170A1/es active
- 1986-04-23 GB GB08609892A patent/GB2175577B/en not_active Expired
- 1986-05-01 IN IN343/CAL/86A patent/IN165731B/en unknown
- 1986-05-12 CA CA000508844A patent/CA1252278A/en not_active Expired
- 1986-05-14 YU YU798/86A patent/YU44572B/xx unknown
- 1986-05-15 BR BR8602199A patent/BR8602199A/pt not_active IP Right Cessation
- 1986-05-16 IT IT20466/86A patent/IT1190339B/it active
- 1986-05-16 FI FI862060A patent/FI78665C/fi not_active IP Right Cessation
- 1986-05-20 MX MX002562A patent/MX169060B/es unknown
- 1986-05-20 IE IE134086A patent/IE59107B1/en not_active IP Right Cessation
- 1986-05-20 SE SE8602264A patent/SE463621B/sv not_active IP Right Cessation
- 1986-05-20 AT AT0133086A patent/AT391462B/de not_active IP Right Cessation
- 1986-05-20 BE BE2/60981A patent/BE904789A/fr not_active IP Right Cessation
- 1986-05-20 FR FR868607121A patent/FR2582293B1/fr not_active Expired
- 1986-05-20 US US06/865,164 patent/US4820341A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-05-21 NL NL8601293A patent/NL8601293A/nl not_active Application Discontinuation
- 1986-05-21 ES ES555173A patent/ES8800115A1/es not_active Expired
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO170476B (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av silisium, eventuelt forviderefoering til ferrosilisium eller silisiummetall, samtraastoff-formstykker for saadan fremgangsmaate | |
| Tangstad | Ferrosilicon and silicon technology | |
| CN104194813B (zh) | 一种焦炭的制备方法 | |
| CN103796366A (zh) | 一种密闭电极糊及其制造方法 | |
| KR101839399B1 (ko) | 동시 탈인 및 탈황 능력이 우수한 나트륨계 단광 및 그 제조방법 | |
| NO156163B (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av silisium fra kvarts og karbon i en elektrisk smelteovn. | |
| JP2004217914A (ja) | フェロコークスの製造及び使用方法、並びにフェロコークス製造における副生ガス利用方法 | |
| US2028105A (en) | Method of producing sponge iron | |
| US3150958A (en) | Process for the reduction of metals from oxide | |
| US4491472A (en) | Carbothermic reduction and prereduced charge for producing aluminum-silicon alloys | |
| US2755178A (en) | Electric smelting process for production of silicon-aluminum alloys | |
| EP0243880B1 (en) | Silicon carbide as a raw material for silicon production | |
| US3276859A (en) | Process for the reduction of metals from oxide | |
| US3661561A (en) | Method of making aluminum-silicon alloys | |
| CN107721440B (zh) | 一种镁橄榄石-尖晶石-碳导电耐火材料及其制备方法 | |
| SU1091849A3 (ru) | Способ получени кремний- и углеродсодержащего формованного сырь | |
| NO152013B (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av syntetiske karbonholdige granuler | |
| US6039791A (en) | Fused calcined petroleum coke and method of formation | |
| US4728358A (en) | Iron bearing briquet and method of making | |
| NO161383B (no) | Fremgangsmaate ved fremstilling av aluminium-siliciumlegeringer. | |
| CN103787607B (zh) | 一种硅砖用新型环保矿化剂的制备方法和使用方法 | |
| US2808370A (en) | Metallurgical coke | |
| US2897057A (en) | Process of winning elemental phosphorus | |
| US1428061A (en) | Manufacture of iron and steel | |
| GB2075909A (en) | Production of abrasion-resistant pressed articles mainly consisting of metal |