工业硅的生产工艺

工业硅的生产工艺

(此种计算方法为众多方法中的一种计算方法,可能计算结果与其他方法有些许误差,仅供参考)

(1)以获取1t工业硅为计算基准,假设硅石中SiO2含量为99%;

(2)硅石中SiO2有85%还原进入产品,损失率约为15%,其中9%以SiO形式随炉气挥发,6%进入炉渣;

(3)还原剂损耗均按照15%计算;碳电极损耗为10%

(4)硅石中所含其余杂质氧化还原所消耗的碳量忽略不计;

(5)石油焦的固定碳含量为80%,洗精煤的固定碳含量为60%,电极含固定碳99.5%;

(6)由于木炭所用比例在逐步下降,故本次不考虑木炭对于工艺的影响。只考虑焦煤混合(1:1混合);全焦;全煤三种情况。

(7)制备1t工业硅消耗电极100kg

计算:

SiO2+2C═════Si+2CO (T=2073k)

SiO2+C═══SiO+CO (副反应)

获得1t工业硅所需的硅石为:

1000÷28×60÷85%÷99%=2546(kg)

获得1t工业硅所需的固定碳含量为:

860+76=936(kg)

①2546×99%×85%÷60×2×12=860(kg)

②2546×99%×15%÷60×12=76(kg)

制备1t工业硅,碳电极提供固定碳量为:100×99.5%×90%=90(kg)

需要焦煤所提供的固定碳含量为:936-90=846(kg)

假设还原剂全为石油焦,所需石油焦为:846÷80%÷85%=1244(kg)

假设还原剂全为洗精煤,所需洗精煤为:846÷60%÷85%=1659(kg)

假设还原剂为焦煤混合:

则所需石油焦为:423÷80%÷85%=622(kg)

则所需洗精煤为:423÷60%÷85%=829(kg)

工业硅的配料结果为:制备1t工业硅,所需硅石2546kg,所需电极100kg,全焦则需要石油焦1244kg,全煤则需要煤1659kg,焦煤混合则需要石油焦622kg,洗精煤829kg。

(注:该计算背景对技术要求尚高,目前国内每生产1t工业硅所消耗的还原剂在1.6-2.0t之间,与文中所消耗1.2-1.6t之间还有大约400kg的差距,未来技术提升缩减成本应该是企业发展方向之一)

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