一种含碳硅铁及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种含碳硅铁及其制备方法、应用，其中含碳硅铁由以下质量分数的组分制备得到：晶体硅切割渣58％～77％、废钢20％～40％、焦炭3％～12％，余量为助剂；其中晶体硅切割渣中水分的质量分数小于3％；首先循环利用了晶体硅切割渣和废钢这种二次资源，资源利用率高且得到的含碳硅铁品质和性能均稳定，实现资源的最大化利用，降低环境的负荷，减少废弃物的产生；含碳硅铁运输方便，半钢炼钢中升温效果明显，且价格低廉，具有更高的性价比优势，具有广泛推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种含碳硅铁及其制备方法、应用
本专利技术属于晶体硅切割渣废旧资源循环利用领域，具体涉及一种含碳硅铁及其制备方法、应用。
技术介绍
晶体硅是光伏产业的重要原材料，长期以来其切割技术主要为碳化硅砂浆切割技术和金刚线切割技术，晶体硅的实际利用率不超过50％，产生大量的含硅切割渣，对于晶体硅切割渣目前主要是利用酸浸法、物理固液分离法等进行废弃资源的利用，由于工艺流程长，环境负荷压力大，同时处理效率低等缺点。
技术实现思路
针对目前晶体硅切割渣的利用方法由于工艺流程长，环境负荷压力大，同时处理效率低等缺点的问题，本专利技术提供一种含碳硅铁。本专利技术的技术方案为：一种含碳硅铁，由以下质量分数的组分制备得到：晶体硅切割渣58％～77％、废钢20％～40％、焦炭3％～12％，余量为助剂；其中晶体硅切割渣中水分的质量分数小于3％。进一步限定，所述助剂由含硅化合物、含钙化合物、含氮化物以及氢氧化钠组成。进一步限定，所述焦炭粒度为：8～18mm。进一步限定，所述晶体硅切割渣由以下步骤制备得到：S1：多晶硅锭或单晶硅棒经过碳化硅或砂浆或金刚线切割得到的晶体硅切割渣料废弃物，S2：将晶体硅切割渣料废弃物进行压框和水分过滤后进行干燥处理。进一步限定，步骤S2中所述干燥处理的温度为80～300℃，步骤S2中所述废钢熔炼温度小于或等于1500℃。进一步限定，步骤S2中所述干燥处理在流化床干燥设备或空心浆液干燥设备中进行。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：首先循环利用了晶体硅切割渣和废钢这种二次资源，资源利用率高且得到的含碳硅铁品质和性能均稳定，实现资源的最大化利用，降低环境的负荷，减少废弃物的产生；含碳硅铁运输方便，半钢炼钢中升温效果明显，且价格低廉，具有更高的性价比优势，具有广泛推广应用价值。本专利技术还提供了一种含碳硅铁的制备方法，包括以下步骤：A1：将干燥得到的晶体硅切割渣料废弃物制成晶体硅切割渣冷压块；A2：将废钢熔炼得到钢水，随后向其中加入粉末状的焦炭和晶体硅切割渣冷压块继续升温冶炼，当焦炭和晶体硅切割渣冷压块完全熔化时加入助熔剂、造渣剂以及精炼剂继续冶炼；A3：将步骤A2中的固体渣过滤后将滤液冷却后制成锭，破碎锭得到粒度规格不同的含碳硅铁。进一步限定，步骤A2中晶体硅切割渣冷压块边长为30～120mm。进一步限定，步骤S3中所述锭的厚度小于或等于100mm，步骤S3中所述含碳硅铁有两种粒度规格，分别为0～25mm和25～50mm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：该制备方法简单，冶炼电耗低。本专利技术还公开了含碳硅铁在半钢炼钢中的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：含碳硅铁在半钢炼钢中升温效果明显，与现有使用的增碳剂和碳化硅提温剂相比具有一定经济优势，具有广泛推广应用价值。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术的实施例进行详细、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。实施例1将金刚线切割的单晶硅棒得到的晶体硅切割渣料废弃物水洗除杂后压框过滤，将过滤得到含硅切割渣废弃物通过流床化干燥设备，干燥温度控制在220℃，干燥时间2h，得到水分2.8％的晶体硅切割渣，将75吨的晶体硅切割渣通过冷压操作得到尺寸70mm的晶体硅切割渣冷压块备用，用矿热炉加入21吨废钢资源，缓慢升高温度，直至废钢处于熔融状态，通过料槽加入4吨的焦炭以及前面所制备得到的晶体硅切割渣冷压块，继续升温冶炼，冶炼温度全程控制在1300℃～1500℃之间，加入1吨由二氧化硅、氯化钙、硝酸钠以及氢氧化钠组成的助剂，捞渣后得到含碳硅铁水，检测含碳硅铁水，其中(质量分数)：硅含量71.4％，铁含量20.2％，碳含量0.3％，将含碳硅铁水铸锭，铸锭操作时铸锭厚度70mm，通过对辊颚式破碎机得到尺寸25mm～50mm的含碳硅铁颗粒，将该批次合金用于半钢増硅，在炼钢转炉工序加入，半钢量：130-135t，前一炉溅渣、留渣加料后加入含碳硅铁240吨，根据入炉条件，加入含碳硅铁后加入废钢5t，造渣，终点碳≥0.06％，温度制度及脱氧合金化制度按钢厂现有标准执行，每吨钢成本降低2.4元。实施例2将金刚线切割的单晶硅棒得到的晶体硅切割渣料废弃物水洗除杂后压框过滤，将过滤得到含硅切割渣废弃物通过流床化干燥设备，干燥温度控制在260℃，干燥时间2h，得到水分2.5％的含硅切割渣废弃物，将73.5吨含硅切割渣废弃物通过冷压操作得到尺寸60mm的晶体硅切割渣冷压块备用。用矿热炉加入31吨废钢，缓慢升高温度，直至废钢处于熔融状态，通过料槽加入7吨焦炭和晶体硅切割渣冷压块，继续升温冶炼，冶炼温度全程控制在1200～1400℃，2吨由二氧化硅、氯化钙、硝酸钠以及氢氧化钠组成的助剂，捞渣后得到含碳硅铁水，检测含碳硅铁水，其中(质量分数)：硅含量70.4％，铁含量21.6％，碳含量0.27％，将含碳硅铁水铸锭，铸锭操作时铸锭厚度70mm，通过对辊颚式破碎机得到尺寸0mm～25mm的含碳硅铁颗粒，将该批次合金用于半钢増硅。在出半钢工序加入，半钢量：130～135t，提钒过程不加入碳质材料调整碳温，出半钢至1/3时，从下料溜管人工加入硅铁360吨，其他操作不便，终点碳≥0.06％，温度制度及脱氧合金化制度按钢厂现有标准执行，吨钢成本降低1.98元。本专利技术不局限于上述可选实施方式，任何人在本专利技术的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本专利技术权利要求界定范围内的技术方案，均落在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含碳硅铁，其特征在于，由以下质量分数的组分制备得到：晶体硅切割渣58％～77％、废钢20％～40％、焦炭3％～12％，余量为助剂；其中晶体硅切割渣中水分的质量分数小于3％。/n

【技术特征摘要】
1.一种含碳硅铁，其特征在于，由以下质量分数的组分制备得到：晶体硅切割渣58％～77％、废钢20％～40％、焦炭3％～12％，余量为助剂；其中晶体硅切割渣中水分的质量分数小于3％。


2.根据权利要求1所述的含碳硅铁，其特征在于，所述助剂由含硅化合物、含钙化合物、含氮化物以及氢氧化钠组成。


3.根据权利要求1所述的含碳硅铁，其特征在于，所述焦炭粒度为：8～18mm。


4.根据权利要求1所述的含碳硅铁，其特征在于，所述晶体硅切割渣由以下步骤制备得到：
S1：多晶硅锭或单晶硅棒经过碳化硅或砂浆或金刚线切割得到的晶体硅切割渣料废弃物，
S2：将晶体硅切割渣料废弃物进行压框和水分过滤后进行干燥处理。


5.根据权利要求4所述的含碳硅铁，其特征在于，步骤S2中所述干燥处理的温度为80～300℃，步骤S2中所述废钢熔炼温度小于或等于1500℃。


6.根据权利要求4所述的含碳硅铁，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：严翀，陈涛，毛朋，郭仁孝，卓胜，杨陶，
申请(专利权)人：攀枝花钢城集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51