一种含有光伏材料的不锈钢除尘粉还原球及其生产方法技术

技术编号:7320427 阅读:234 留言:0更新日期:2012-05-05 08:26
本发明专利技术属于冶金技术领域,具体涉及一种含有光伏材料的不锈钢除尘粉还原球及其生产方法,该方法选择一定比例的光伏切割废料和不锈钢除尘粉混合后经压球制得还原球,在电炉冶炼不锈钢母液时直接加入炉中使用,在随废钢一同返回电炉使用时,其突破性的将铬和镍的氧化物与还原性的高纯金属硅结合在一起,优化了还原铬和镍的动力学条件,同时,不锈钢除尘粉还原球中含有的金属硅及碳化硅在氧化的同时,会放出大量的热,从而加速了渣料的融化,改善了熔渣的流动性,更有利于铬和镍的还原。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金
,具体涉及。
技术介绍
太阳能光伏发电被业界视为最清洁环保的可持续能源利用形式,近些年在全球得到迅猛发展。近10年,全球光伏产业年均增长41. 3%,近5年为49. 5%,与全球同步,中国也迅速崛起为太阳能光伏电池生产大国。2000年,中国光伏电池产量仅为3兆瓦,到2007年年底达到了 1088兆瓦,居世界第一。制备太阳能电池时,需要将高纯硅铸成多晶硅锭,然后切割成硅片。不管是半导体工业所用的单晶硅还是太阳能电池所用的多晶硅,都需要将高纯的晶体硅切割成硅片。在切割过程中,从理论上计算会有44%的晶体硅被切磨为高纯硅粉进人到了切割料浆中,而实际加工过程中会有高达50% 52%的晶体硅以硅粉的形式损失掉了。全球的光伏切割废料也迅猛增长,根据中国工程院咨询项目组专家广泛调研,2011 年需太阳能级多晶硅12万吨,预计2030年需太阳能多晶硅1300万吨,2050年需太阳能多晶硅沈00万吨。目前,该光伏切割废料已经造成严重的环境污染问题,国内外对光伏切割废料的综合回收将进行了大量的研究工作,但还没有研究出具有巨大的经济效益和环保效益的回收技术。解决光伏切割废料的问题,要大力发展循环经济、绿色经济、和环保产业,最大程度地提高废料的利用效率。对不锈钢除尘灰既能实现无害化又能利用其价值的方法是还原回收法,世界上具有代表性,也处于领先水平的直接还原工艺包括瑞典&anDUStAB(SKF公司)等离子工艺,除尘灰与还原剂(高质量的焦炭)的混合物在高温下金属氧化物被迅速还原;美国Inmetco公司开发的Inmetco直接还原工艺,在环形转底炉(RHF)中利用碳还原;美国的Midrex公司和日本的KobeMeel公司合作开发的Fasment/Fastmelt直接还原工艺与 Inmetco 一样采用转底炉用碳还原;美国BureauofMines采用电炉利用碳还原回收不锈钢除尘灰中的有价金属,生产高镍铬合金,铬的回收率较低;1997年日本DaidoSteel公司将粉尘直接返回炼钢熔池,采用铝作为还原剂还原回收粉尘中的有价金属,但用铝不经济。国内也有许多工艺,但大多是从上面几种工艺中演变出来的。目前,部分不锈钢冶炼厂将除尘灰压球后直接装入电炉,采用碳、硅廉价还原剂将其中的金属氧化物还原,减少了镍、铬合金的用量,不仅回收利用了 Cr-Ni不锈钢除尘灰,也降低了不锈钢冶炼成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是根据上述现有技术的不足之处,提供,该方法选择一定比例的光伏切割废料和不锈钢除尘粉混合后经压球制得还原球,在电炉冶炼不锈钢母液时直接加入炉中使用,以循环利用除尘粉中的镍和铬资源,在降低冶炼成本的同时减少环境污染。本专利技术目的的实现由以下技术方案完成一种含有光伏材料的不锈钢除尘粉还原球,其特征在于所述不锈钢除尘粉还原球主要由光伏切割废料和不锈钢除尘粉组成的,其中光伏切割废料所占重量百分比为5% 25%, 不锈钢除尘粉所占重量百分比为60% 90%。所述的光伏切割废料中含有重量百分比不低于30%的金属硅粉和重量百分比不低于40%的碳化硅。所述的光伏切割废料粒度不大于3mm,所述的不锈钢除尘粉粒度不大于3mm。所述的不锈钢除尘粉还原球中含有添加剂,该添加剂占所述不锈钢除尘粉还原球总重量的重量百分比不高于15%,所述添加剂为硅铁粉、金属铝粉、铁粉、石墨中的一种或至少两种的组合。所述的不锈钢除尘粉还原球中含有粘结剂,该粘结剂占所述不锈钢除尘粉还原球总量的重量百分比不高于5%,所述粘结剂为水玻璃、水泥、淀粉、片碱、801胶水、黄糊精中的一种或至少两种的组合。一种含有光伏材料的不锈钢除尘粉还原球的生产方法,其特征在于将上述权利要求1至5的任一材料组合混合,经充分搅拌混勻后,采用高压对辊压球机压成球状体。光伏切割废料以不大于3mm的粒度在炼钢还原剂中的应用。本专利技术的优点在于,所涉及的还原球所用主要原料均为工业生产中产生的对环境影响极大的废弃物,其中的光伏切割废料为光伏产业所产生的不可回收利用的废弃物,不锈钢除尘粉为不锈钢冶炼过程中所产生的废弃物。在随废钢一同返回电炉使用时,其突破性的将铬和镍的氧化物与还原性的高纯金属硅结合在一起,优化了还原铬和镍的动力学条件,同时,不锈钢除尘粉还原球中含有的金属硅及碳化硅在氧化的同时,会放出大量的热, 从而加速了渣料的融化,改善了熔渣的流动性,更有利于铬和镍的还原。具体实施例方式以下通过实施例对本专利技术特征及其它相关特征作进一步详细说明,以便于同行业技术人员的理解实施例一不锈钢除尘粉91%、光伏切割废料5%、粘结剂4%搅拌混勻后,采用高压对辊压球机压球、烘干。在某钢厂60吨电炉应用,Ni回收率达到95. 3%,应用1吨代替硅铁50kg, 避免或减少了硅铁的使用量,可节电375度;实施例二 不锈钢除尘粉86%、光伏切割废料10%、粘结剂4%搅拌混勻后,采用高压对辊压球机压球、烘干。在某钢厂60吨电炉应用,Ni回收率达到96. 7%,应用1吨代替硅铁 100kg,避免或减少了硅铁的使用量,可节电750度;实施例三不锈钢除尘粉81%、光伏切割废料15%、粘结剂4%搅拌混勻后,采用高压对辊压球机压球、烘干。在某钢厂60吨电炉应用,Ni回收率达到98. 2%,应用1吨代替硅铁 150kg,避免或减少了硅铁的使用量,可节电1125度;实施例四不锈钢除尘粉71%、光伏切割废料25%、粘结剂4%搅拌混勻后,采用高压对辊压球机压球、烘干。在某钢厂60吨电炉应用,Ni回收率达到99. 0%,应用1吨代替硅铁 250kg,避免或减少了硅铁的使用量,可节电1875度。上述实施例涉及的不锈钢除尘粉还原球有机的将光伏切割废料和不锈钢除尘粉结合起来,合理高效的利用了光伏切割废料中高含量的金属硅和碳化硅。在电炉冶炼时,呈弥散分布的金属硅和碳化硅能够高效快速的将金属铬及金属镍还原进入钢水中。与常规另外加入硅铁及石墨粉进行还原,具有不可比拟的优势。含有一定量的SiC以及金属硅的不锈钢除尘粉还原球,在冶炼初期,随废钢一同加入到电炉中,其中SiC及金属硅的氧化,会放出大量的热量,加速渣料的融化,更有利于铬和镍的还原。与硅铁中硅的存在形式不同,不锈钢除尘粉还原球中的金属硅为高活性高反应性的单质硅,其在炼钢温度下,还原能力较硅铁中的硅强,更易将铬和镍还原出来进入钢水中。权利要求1.一种含有光伏材料的不锈钢除尘粉还原球,其特征在于所述不锈钢除尘粉还原球主要由光伏切割废料和不锈钢除尘粉组成的,其中光伏切割废料所占重量百分比为5% 25%,不锈钢除尘粉所占重量百分比为60% 90%。2.根据权利要求1所述的一种含有光伏材料的不锈钢除尘粉还原球,其特征在于所述的光伏切割废料中含有重量百分比不低于30%的金属硅粉和重量百分比不低于40%的碳化娃。3.根据权利要求1所述的一种含有光伏材料的不锈钢除尘粉还原球,其特征在于所述的光伏切割废料粒度不大于3mm,所述的不锈钢除尘粉粒度不大于3mm。4.根据权利要求1所述的一种含有光伏材料的不锈钢除尘粉还原球,其特征在于所述的不锈钢除尘粉还原球中含有添加剂,该添加剂占所述不锈钢除尘粉还原球总重量的重量百分比不高于15%,所述添加剂为硅铁粉、金属铝粉、铁粉、石墨中的一种或至少两种的组I=I ο5本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘欣隆孙树森周四明聂爱军
申请(专利权)人:上海盛宝钢铁冶金炉料有限公司
类型:发明
国别省市:

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