Silicon micropowder là một hạt mịn vô định hình được lấy ra khỏi lò bởi khí thải trong quá trình nấu chảy ferrosilicon và silicon kim loại. Thành phần chính của nó là SiO2 và có đặc tính pozzolanic tuyệt vời. Với việc thực hiện dần dần luật bảo vệ môi trường quốc gia, nâng cao nhận thức của người dân về bảo vệ môi trường và ngày càng mở rộng lĩnh vực ứng dụng bột silicon, các nhà sản xuất ferroalloy dựa trên silicon đã liên tiếp xây dựng hoặc nâng cấp hệ thống lọc khí thải, nghĩa là hệ thống sản xuất bột silicon. Tái chế bột silicon, càng nhiều càng tốt để làm cho tài nguyên chất thải và vô hại, làm giảm tác động của sản xuất công nghiệp đối với con người và môi trường, không chỉ lợi ích kinh tế, mà còn lợi ích xã hội và môi trường.
1 Giới thiệu
Hầu hết các lò điện hiện có để sản xuất ferrosilicon ở Trung Quốc không có cơ sở để tái chế bột silicon, gây ô nhiễm nghiêm trọng. Theo thống kê chưa đầy đủ, về cơ bản không có cơ sở thu hồi bột silicon cho lò điện ferrosilicon dưới 5MVA; chỉ có khoảng 20% lò điện ferrosilicon 5 ~ 9MVA có cơ sở thu hồi bột silicon, và lò điện ferrosilicon cỡ lớn và trung bình trên 9MVA chỉ có 40%. Có các cơ sở tái chế bột silicon ở bên trái và bên phải. Trong các cơ sở tái chế micropowder silicon hiện có, chỉ có một số ít đã vượt qua công nghệ, mức độ tự động hóa cao và kết quả tốt. Theo như tác giả biết, một số nhà sản xuất ferrosilicon vẫn đang chọn các cơ sở loại bỏ bụi đã được chứng minh là không phù hợp để thanh lọc khí thải từ lò điện ferrosilicon. Tengda Tây Bắc Ferroalloy Co, Ltd, một nỗ lực của việc sử dụng các bộ lọc túi để thanh lọc khí thải từ lò điện ferrosilicon ở nước tôi, và một người thụ hưởng của công nghệ lọc bề mặt, bây giờ cung cấp một giới thiệu về việc áp dụng các hệ thống sản xuất sản phẩm micropowder silicon để tham khảo.
2. Sản xuất bột silicon
2.1 Quy trình tái chế và mã hóa micropowder Silicon
Khí thải có chứa bụi được tạo ra trong quá trình nấu chảy lò điện được dẫn đến bộ làm mát không khí bởi mui xe thấp qua ống dẫn khí và khí thải của lỗ vòi. Bộ làm mát làm mát nhiệt độ khí thải và sau đó đi vào bộ thu bụi lốc xoáy để loại bỏ các hạt bụi và hạt carbon lớn trong khí thải, sau đó đi vào bộ lọc túi để lọc. Khí ống khói được lọc được thải ra từ ống khói hoặc buồng xả ở trên cùng của bộ thu bụi.
Hầu hết các bộ thu gom bụi trong nước để tái chế bột silicon là bộ lọc túi, cả áp suất dương và áp suất âm; có lọc bên trong thổi ngược, và lọc bên ngoài phun xung; cả hai đều sử dụng vật liệu lọc sợi thủy tinh tráng, Cũng có khói, sợi thủy tinh, vật liệu lọc 729, v.v.
Sự dày đặc của bột microsilica là một quá trình ngưng tụ diễn ra trong một silo và sử dụng không khí từ máy thổi làm nguồn năng lượng. Mật độ số lượng lớn của bột silica có thể được kiểm soát trong vòng 0,2 ~ 0,6t / m3. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình mã hóa, chẳng hạn như độ ẩm, tính lưu động, mật độ khối lượng ban đầu và hoạt động của bột silicon.
2.2 Quá trình tái chế và mã hóa bột silicon
Hiện nay, việc sản xuất bột silicon được chia thành 5 hệ thống: hệ thống C-1, hệ thống C-2, hệ thống C-3, hệ thống Q-1, hệ thống Q-2.
Hệ thống C-1 xử lý khí thải từ lò điện ferrosilicon 4×12.5MVA của lò luyện kim thứ hai. Nó được chia thành hai hệ thống phụ và được dẫn ra từ ống khói phát xạ, và được gửi đến bộ thu bụi túi C-1 thông qua bộ làm mát không khí, bẫy tia lửa và quạt dự thảo gây ra để thanh lọc. Sau khi khí thải được thải ra từ đỉnh của bộ thu bụi.
Hệ thống C-2 xử lý khí thải từ lò điện ferrosilicon 2×25MVA của lò luyện kim thứ ba. Nó được chia thành hai hệ thống phụ và được dẫn ra từ ống khói thông hơi. Hai hệ thống phụ đi vào bộ thu bụi túi C-2 thông qua bộ làm mát không khí và bẫy tia lửa. Quạt dự thảo gây ra đã cạn kiệt và thải ra khỏi ống khói.
Hệ thống C-3 xử lý khí thải của lò điện 7×5MVA trong lò luyện kim. Nó được chia thành hai hệ thống phụ và được dẫn ra từ ống khói phát xạ, và được gửi đến bộ thu bụi túi C-3 thông qua bộ làm mát không khí, bẫy tia lửa và quạt dự thảo gây ra. Khói tinh khiết Không khí được thải ra từ đỉnh của bộ thu bụi.
Micropowder silicon được thu thập bởi hệ thống Q-1 và hệ thống C-2 đi vào bao bì được mã hóa và cơ giới hóa.
Hệ thống Q-2 mã hóa và cơ giới hóa bột silicon được thu thập bởi hệ thống C-3.
Các bộ thu gom bụi baghouse của hệ thống C-1 và C-2 được trang bị túi lọc màng Gore-TEX, và các bộ thu gom bụi baghouse của hệ thống C-3 được trang bị túi lọc 729 trong nước. Đối với vật liệu lọc có liên quan, sự so sánh kỹ thuật và kinh tế giữa việc sử dụng sợi thủy tinh và vật liệu lọc sợi thủy tinh phủ màng của công ty được hiển thị trong Bảng 1.
Bảng 1 So sánh kỹ thuật và kinh tế các vật liệu lọc khác nhau được sử dụng trong lò điện ferrosilicon
Có thể thấy từ Bảng 1 rằng sau khi lò điện ferrosilicon sử dụng vật liệu lọc sợi thủy tinh tráng, các chỉ số kỹ thuật và kinh tế của bộ thu bụi vượt trội hơn nhiều so với vật liệu lọc sợi thủy tinh thông thường.
3. Chất lượng bột silicon
Chất lượng bột silicon chủ yếu được đánh giá bởi mức độ hàm lượng SiO2. Hàm lượng SiO2 dưới 88% và hầu như không có thị trường. Hàm lượng SiO2 là 88% đến 92%, chủ yếu được sử dụng trong bê tông, trong khi hàm lượng SiO2 lớn hơn 92%, chủ yếu được sử dụng trong vật liệu chịu lửa và các ngành công nghiệp khác.
Có một sự khác biệt về chất lượng của bột silicon phục hồi trong silicon kim loại nấu chảy và các loại ferrosilicon khác nhau; nấu chảy cùng một loại ferrosilicon, chất lượng bột silicon sẽ tăng tương ứng với sự gia tăng công suất lò điện.
Theo báo cáo, các sản phẩm bột silicon có hàm lượng SiO2 cao và kim loại kiềm thấp, kim loại đất kiềm và hàm lượng SO3 có tính lưu động tốt và không có ảnh hưởng cực đoan đến thời gian bảo dưỡng của vật liệu castables, vì vậy chúng rất dễ được áp dụng trong ngành công nghiệp chịu lửa.
3.1 Mật độ bột silica
Bột silicon là một sản phẩm phụ của ferrosilicon nấu chảy hoặc silicon kim loại. Mặc dù nó được sử dụng rộng rãi, nó vẫn là một nguyên liệu chính có giá trị thấp. Bột silicon không mã hóa có mật độ 150 ~ 200kg / m3 và được gọi là tro thô. Do mật độ thấp của tro ban đầu, nó mang lại một loạt các vấn đề cho việc đóng gói và vận chuyển sản phẩm. Nhà sản xuất xem xét lợi nhuận và người dùng phải thực hiện yêu cầu theo nhu cầu. Do đó, bao bì được mã hóa của bột silicon đã được nhiều công ty bột silicon áp dụng. Theo tình hình cụ thể trong nước, mục đích chính của doanh nghiệp sản xuất để mã hóa bột silicon là:
(1) Giảm chi phí đóng gói bột silica;
(2) Giảm chi phí vận chuyển bột silica;
(3) Tăng thị phần bột silicon;
(4) Đáp ứng các nhu cầu khác nhau của người sử dụng bột silica, đặc biệt là các yêu cầu về tính lưu động;
(5) Cải thiện môi trường sản xuất bột silicon.
Theo yêu cầu của người dùng, mật độ sản phẩm của công ty có thể được tùy ý lựa chọn trong phạm vi 300 ~ 600kg / m3. Hiện nay, nó chủ yếu sản xuất các sản phẩm có mật độ lớn hơn 500kg / m3 và 300 ~ 350kg / m3.
3.2 Thành phần hóa học của bột silicon
Do ảnh hưởng của nhiều yếu tố, thành phần hóa học của các sản phẩm bột silicon được sản xuất bởi các công ty bột silicon khác nhau là khá khác nhau. Bảng 3 liệt kê thành phần hóa học của một số sản phẩm bột silicon.
Bảng 3 Thành phần hóa học% của một số sản phẩm vi silica
