一种高效回收硅渣中硅金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种高效回收硅渣中硅金属的方法，具体包括：将原料硅渣破碎过筛，然后加入硅渣质量百分比5~10%的摩尔浓度18~20mol/L氢氧化钠溶液，搅拌均匀，于温度30~50℃下静置48~72h得到物料a；物料a中加入物料a质量0.5~1.5倍的造渣剂，搅拌均匀得到物料b；将物料b以15~30℃/min的升温速率均匀升温至1550~1750℃，保温1~2h至硅渣与金属硅完全分离，金属硅因流动性好且比重小而浮于上方，硅和硅渣分离后将硅熔体经浇筑得到纯度为99.2%以上的硅金属。本发明专利技术从根本上解决了硅渣回收难题，将硅渣中硅金属回收利用率提高到了85%以上，且回收后的硅金属中硅含量达到了99.2%以上，且硅金属中Fe含量低于0.7%，Al含量低于0.08%，Ca含量低于0.01%。为硅渣回收以及硅金属提纯奠定了坚实的基础。

An efficient method for recovering silicon metal from silicon slag

The invention discloses an efficient method for recovering silicon metal from silicon slag, which comprises: crushing and sieving the raw material silicon slag, then adding the molar concentration of 18~20mol/L sodium hydroxide solution with the mass percentage of 5~10% of the silicon slag, stirring uniformly, and standing for 48~72 hours at the temperature of 30~50 C to obtain material a; adding material a with the mass of 0.5~1.5 times as much as that of material a; Material B was evenly heated up to 1550~1750 at the rate of 15~30 / min. The slag was kept for 1~2 hours until it was completely separated from the metal silicon. The metal silicon floated above the slag because of its good fluidity and low specific gravity. Silicon and silicon slag were separated and poured into silicon melt with a purity of 99.2%. The invention fundamentally solves the difficult problem of silicon slag recovery, increases the recovery utilization ratio of silicon metal in silicon slag to more than 85%, and the silicon content in the recovered silicon metal reaches over 99.2%, and the Fe content in silicon metal is lower than 0.7%, the Al content is lower than 0.08%, and the Ca content is lower than 0.01%. It lays a solid foundation for recovery of silicon slag and purification of silicon metal.

【技术实现步骤摘要】
一种高效回收硅渣中硅金属的方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种高效回收硅渣中硅金属的方法。
技术介绍
硅渣一般是指原矿提炼之后的剩余部分，还含有一定量的硅。硅渣分很多种,工业硅渣,太阳能硅渣,半导体硅渣等等。硅渣可以用来回炉重新结晶、提纯、现在硅料紧缺，价格不菲。重选后硅渣含硅大于65%，但因渣与硅金属未实现完全分离，重选后精矿仍含有部分硅渣，且Al、Ca、Ti、P等杂质元素较高，在保证产品质量的前提下将硅渣进行回收，降本增效，步入循环可持续发展具有重要的意义。提高硅渣中硅金属回收利用率以及提升回收的硅金属中硅含量、降低Al、Ca、Ti、P等杂质元素的技术难题亟待解决。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高效回收硅渣中硅金属的方法。本专利技术的目的是这样实现的，所述的高效回收硅渣中硅金属的方法包括前处理、配料、熔融分离，具体包括：A、前处理：将原料硅渣破碎过筛，然后加入硅渣质量百分比5~10%的摩尔浓度18~20mol/L氢氧化钠溶液，搅拌均匀，于温度30~50℃下静置48~72h得到物料a；B、将物料a中加入物料a质量0.5~1.5倍的造渣剂，搅拌均匀得到物料b；C、将物料b以15~30℃/min的升温速率均匀升温至1550~1750℃，保温1~2h至硅渣与金属硅完全分离，金属硅因流动性好且比重小而浮于上方，硅和硅渣分离后将硅熔体经浇筑得到纯度为99.2%以上的硅金属。本专利技术从根本上解决了硅渣回收难题，将硅渣中硅金属回收利用率提高到了85%以上，且回收后的硅金属中硅含量达到了99.2%以上，且硅金属中Fe含量低于0.7%，Al含量低于0.08%，Ca含量低于0.01%。为硅渣回收以及硅金属提纯奠定了坚实的基础。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变换或替换，均属于本专利技术的保护范围。本专利技术所述的高效回收硅渣中硅金属的方法包括前处理、配料、熔融分离，具体包括：A、前处理：将原料硅渣破碎过筛，然后加入硅渣质量百分比5~10%的摩尔浓度18~20mol/L氢氧化钠溶液，搅拌均匀，于温度30~50℃下静置48~72h得到物料a；B、将物料a中加入物料a质量0.5~1.5倍的造渣剂，搅拌均匀得到物料b；C、将物料b以15~30℃/min的升温速率均匀升温至1550~1750℃，保温1~2h至硅渣与金属硅完全分离，金属硅因流动性好且比重小而浮于上方，硅和硅渣分离后将硅熔体经浇筑得到纯度为99.2%以上的硅金属。A步骤中破碎过筛是破碎过10~20目筛。A步骤中静置的温度为35~45℃。A步骤中静置的时间为50~55h。A步骤中静置过程中需要每2h搅拌一次。B步骤中的造渣剂由重量份的30~50份的CaO、40~60份的Al2O3、30~40份的SiO2和50~70份的Na2O组成。所述的造渣剂由重量份的35~45份的CaO、45~55份的Al2O3、35~40份的SiO2和55~65份的Na2O组成。C步骤的升温速率为25℃/min。C步骤中保温的温度控制在1600~1700℃。C步骤中98.8%以上的硅金属中Fe含量低于0.7%，Al含量低于0.08%，Ca含量低于0.01%。下面以具体实施案例对本专利技术做进一步说明：实施例1将原料含硅量为65%的硅渣破碎过10目筛，然后加入硅渣质量百分比5%的摩尔浓度20mol/L氢氧化钠溶液，搅拌均匀，于温度50℃下静置72h得到物料a；将物料a中加入物料a质量0.5倍的由重量份的30份的CaO、40份的Al2O3、30份的SiO2和50份的Na2O组成造渣剂，搅拌均匀得到物料b；将物料b以15℃/min的升温速率均匀升温至1550℃，保温2h至硅渣与金属硅完全分离，金属硅因流动性好且比重小而浮于上方，硅和硅渣分离后将硅熔体经浇筑得到纯度为99.3%的硅金属且Fe含量为0.7%，Al含量为0.08%，Ca含量为0.01%，剩余为不可避免的杂质。实施例2将原料含硅量为63%的硅渣破碎过20目筛，然后加入硅渣质量百分比10%的摩尔浓度18mol/L氢氧化钠溶液，搅拌均匀，于温度35℃下静置48h得到物料a；将物料a中加入物料a质量1.5倍的由重量份的35份的CaO、45份的Al2O3、35份的SiO2和55份的Na2O组成造渣剂，搅拌均匀得到物料b；将物料b以25℃/min的升温速率均匀升温至1750℃，保温1h至硅渣与金属硅完全分离，金属硅因流动性好且比重小而浮于上方，硅和硅渣分离后将硅熔体经浇筑得到纯度为99.2%的硅金属且Fe含量为0.6%，Al含量为0.06%，Ca含量为0.009%，剩余为不可避免的杂质。实施例3将原料含硅量为68%的硅渣破碎过20目筛，然后加入硅渣质量百分比8%的摩尔浓度19mol/L氢氧化钠溶液，搅拌均匀，于温度40℃下静置50h得到物料a；将物料a中加入物料a质量1.0倍的由重量份的45份的CaO、55份的Al2O3、40份的SiO2和65份的Na2O组成造渣剂，搅拌均匀得到物料b；将物料b以30℃/min的升温速率均匀升温至1750℃，保温2h至硅渣与金属硅完全分离，金属硅因流动性好且比重小而浮于上方，硅和硅渣分离后将硅熔体经浇筑得到纯度为99.5%的硅金属且Fe含量为0.5%，Al含量为0.05%，Ca含量为0.008%，剩余为不可避免的杂质。实施例4将原料含硅量为67%的硅渣破碎过10目筛，然后加入硅渣质量百分比6%的摩尔浓度20mol/L氢氧化钠溶液，搅拌均匀，于温度50℃下静置72h得到物料a；将物料a中加入物料a质量1.5倍的由重量份的50份的CaO、60份的Al2O3、40份的SiO2和70份的Na2O组成造渣剂，搅拌均匀得到物料b；将物料b以20℃/min的升温速率均匀升温至1600℃，保温1.5h至硅渣与金属硅完全分离，金属硅因流动性好且比重小而浮于上方，硅和硅渣分离后将硅熔体经浇筑得到纯度为99.3%的硅金属且Fe含量为0.65%，Al含量为0.079%，Ca含量为0.0099%，剩余为不可避免的杂质。实施例5将原料含硅量为66.5%的硅渣破碎过15目筛，然后加入硅渣质量百分比7%的摩尔浓度19mol/L氢氧化钠溶液，搅拌均匀，于温度40℃下静置62h得到物料a；将物料a中加入物料a质量0.9倍的由重量份的30份的CaO、60份的Al2O3、30份的SiO2和55份的Na2O组成造渣剂，搅拌均匀得到物料b；将物料b以30℃/min的升温速率均匀升温至1700℃，保温1~2h至硅渣与金属硅完全分离，金属硅因流动性好且比重小而浮于上方，硅和硅渣分离后将硅熔体经浇筑得到纯度为99.2%的硅金属且Fe含量为0.7%，Al含量为0.08%，Ca含量为0.01%，剩余为不可避免的杂质。实施例6将原料含硅量为67.2%的硅渣破碎过10目筛，然后加入硅渣质量百分比10%的摩尔浓度18mol/L氢氧化钠溶液，搅拌均匀，于温度40℃下静置72h得到物料a；将物料a中加入物料a质量1.5倍的由重量份的45份的CaO、60份的Al2O3、35份的SiO2和65份的Na2O组成造渣剂，搅拌均匀得到物料b；将物料b以25℃/min的升温速率均匀升温至1700℃，保温1.5h至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效回收硅渣中硅金属的方法，其特征在于所述的高效回收硅渣中硅金属的方法包括前处理、配料、熔融分离，具体包括：A、前处理：将原料硅渣破碎过筛，然后加入硅渣质量百分比5~10%的摩尔浓度18~20mol/L氢氧化钠溶液，搅拌均匀，于温度30~50℃下静置48~72h得到物料a；B、将物料a中加入物料a质量0.5~1.5倍的造渣剂，搅拌均匀得到物料b；C、将物料b以15~30℃/min的升温速率均匀升温至1550~1750℃，保温1~2h至硅渣与金属硅完全分离，金属硅因流动性好且比重小而浮于上方，硅和硅渣分离后将硅熔体经浇筑得到纯度为99.2%以上的硅金属。

【技术特征摘要】
1.一种高效回收硅渣中硅金属的方法，其特征在于所述的高效回收硅渣中硅金属的方法包括前处理、配料、熔融分离，具体包括：A、前处理：将原料硅渣破碎过筛，然后加入硅渣质量百分比5~10%的摩尔浓度18~20mol/L氢氧化钠溶液，搅拌均匀，于温度30~50℃下静置48~72h得到物料a；B、将物料a中加入物料a质量0.5~1.5倍的造渣剂，搅拌均匀得到物料b；C、将物料b以15~30℃/min的升温速率均匀升温至1550~1750℃，保温1~2h至硅渣与金属硅完全分离，金属硅因流动性好且比重小而浮于上方，硅和硅渣分离后将硅熔体经浇筑得到纯度为99.2%以上的硅金属。2.根据权利要求1所述的高效回收硅渣中硅金属的方法，其特征在于A步骤中破碎过筛是破碎过10~20目筛。3.根据权利要求1所述的高效回收硅渣中硅金属的方法，其特征在于A步骤中静置的温度为35~45℃。4.根据权利要求1所述的高效回收硅渣中硅金属的方法，其特征在于A步骤中静置的时间为50~...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕红兴，王世宇，文建华，卢国洪，赵兴凡，任承伟，张忠益，杨贵明，康万福，梅志能，张金清，张藜，徐加雄，
申请(专利权)人：云南永昌硅业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53