一种综合利用铝硅质原料精准梯度降温重熔生产高纯硅的方法技术

本发明专利技术公开了一种综合利用铝硅质原料精准梯度降温重熔生产高纯硅的方法。本发明专利技术通过改变降温制度，使得硅铝质原料电热还原后获得的铝硅铁熔体在梯度降温或保温过程中形成尺寸、形貌、物相组成、元素组成可控的硅相和铁相晶粒交织骨架结构，使得低品位硅铝质原料得以应用于高纯硅的生产，扩大了高纯硅的原料来源，对于突破硅工业生产的原料局限具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶炼，特别是涉及一种综合利用铝硅质原料精准梯度降温重熔生产高纯硅的方法。

技术介绍

1、工业硅又称准金属硅，其主要用作有机硅生产、高纯度晶体硅材料制取以及配置硅铝合金等用途，因此在硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷偶联剂等有机硅产品生产，以及用于太阳能电池、芯片等半导体产业的晶体硅产品和用于汽车制造业铝硅合金生产等国民经济领域有着广泛应用。目前工业硅的生产是由硅石和碳质还原剂在矿热炉内冶炼成后，经浇铸、冷却、破碎等步骤制得，其上游原料较为单一，生产工艺固定，且对原料纯度要求较高。硅石是工业硅生产的主要原料。因此，面对工业硅的需求量随着现代工业、科学、技术的飞速发展而不断增长的现状，寻求更加普适的生产工艺、拓宽原料来源具有重要的战略意义和实际价值。

2、低品位硅铝质原料是以氧化硅、氧化铝为主要成分的天然矿物、工业废渣、尾矿等，在自然界种类众多、储量丰富，价格低廉，如低品位铝土矿、高岭石、粘土、蓝晶石、粉煤灰、煤矸石等等。鉴于其中铝含量相对较少，而硅/铝比较高，致使其既不适于用作当前常规铝工业生产原料，也无法用于当前工业硅的生产原料，仅能用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种综合利用铝硅质原料精准梯度降温重熔生产高纯硅的方法，其特征在于，步骤是：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，硅铝质原料为低品位硅铝质原料，所述低品位硅铝质原料中Al2O3含量不高于55％，Al/Si不高于3。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述硅铝质原料是含硅铝天然矿物、含硅铝质的固体废弃物或者人工合成的硅铝原料中的一种或几种混合，其中硅铝天然矿物包括铝土矿、高岭石、钠长石、钾长石，含硅铝质的固体废弃物包括铝土矿浮选尾矿、煤矸石、粉煤灰、页岩渣。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述硅铝质原料、...

【技术特征摘要】

1.一种综合利用铝硅质原料精准梯度降温重熔生产高纯硅的方法，其特征在于，步骤是：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，硅铝质原料为低品位硅铝质原料，所述低品位硅铝质原料中al2o3含量不高于55％，al/si不高于3。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述硅铝质原料是含硅铝天然矿物、含硅铝质的固体废弃物或者人工合成的硅铝原料中的一种或几种混合，其中硅铝天然矿物包括铝土矿、高岭石、钠长石、钾长石，含硅铝质的固体废弃物包括铝土矿浮选尾矿、煤矸石、粉煤灰、页岩渣。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述硅铝质原料、碳质还原剂二者加和后其中铝、硅、铁三种元素之间的比例关系为：铝的含量为10～88.3wt.％，硅的含量为11.7～90wt.％，铁的含量为0.01～26.0wt.％，同时，铁的含量≤(45.64-0.52al)wt.％且≤(40.63-0.41si)wt.％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在上述方法中，步骤(1)所述碳质还原剂量为所需还原剂量的90～95％。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)对所述具有骨架结构的硅铝铁合金进行离心处理，保温0～360min，超重力系数为50～500g，分离时间为30～360min。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述的重选，采用摇床进行分选，将步骤(4)破碎后...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏存弟，薛兵，张培萍，佐婧，程妍，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：