專利名稱：微硅粉提純回收新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微硅粉提純回收工藝，尤其是一種微硅粉提純回收新工藝。
背景技術(shù)：
微硅粉是在礦熱電爐內(nèi)生產(chǎn)含硅量在75%以上的硅鐵合金和工業(yè)硅時，產(chǎn) 生大量揮發(fā)性很強(qiáng)的Si02和Si氣體與空氣迅速氧化并冷凝而成的。主要成份 Si02含量約占煙塵總量的90。/。，煙塵顆粒很細(xì)，多數(shù)在l!im以下，屬可吸入 顆粒物(PMIO)，被人體吸收后直接進(jìn)入肺部，其毒害性與某些肺癌的高發(fā)率 有明顯的關(guān)系，如果煙塵直接排放將造成極為嚴(yán)重的大氣污染。但同時由于 微硅粉顆粒細(xì)小、比面積大(約為25-30m々g)、具有Si02純度高與強(qiáng)火山灰 活性等優(yōu)良的理化性能，成為一種重要的納米/微米級無機(jī)非金屬材料，又因 其用途廣泛，被國外稱為"神奇的材料"。因此硅鐵合金/工業(yè)硅電爐的煙氣 凈化與微硅粉的回收，成為一項既有利于環(huán)保又具有很高經(jīng)濟(jì)效益的"綠色 投資"，愈來愈受到各鐵合金生產(chǎn)廠家和環(huán)保公司的高度重視。隨著微硅粉使用范圍的擴(kuò)大，使用量也越來越多，對微硅粉的需求也隨 之增加。然而，由于現(xiàn)有微硅粉提純與回收的效率較低，致使微硅粉的純度 下降，進(jìn)而也影響了產(chǎn)品整體的品質(zhì)與質(zhì)量。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對現(xiàn)有的微硅粉提純與回收裝置效率較低，微硅粉產(chǎn)品的純度 不高，產(chǎn)品整體的品質(zhì)與質(zhì)量缺陷等問題，提供一種微硅粉提純回收新工藝， 該工藝能夠有效的提高微硅粉提純與回收的效率，提高微硅粉的純度，從而 提高產(chǎn)品整體品質(zhì)與質(zhì)量。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種微硅粉提純回收新工藝，所述工藝包括以下步驟a、監(jiān)測控制針對微硅粉煙氣的溫度與濃度進(jìn)行檢測并實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制；b、提純將溫度與濃度在適宜范圍內(nèi)的微硅粉煙氣輸入提純裝置，煙氣 在所述提純裝置內(nèi)部進(jìn)行離心分選與重力分選，然后再通過靜電的干法分選， 使煙氣中的其他粗顆粒以及多種金屬氧化物等雜質(zhì)被分離出來；C、回收被凈化后的微細(xì)粉塵在靜電場的作用下產(chǎn)生荷電凝并，若干微 細(xì)粉塵結(jié)團(tuán)合并為一個整體，在對煙氣進(jìn)行過濾時，由于微硅粉結(jié)團(tuán)體積增 大，降低了對布袋除塵器濾料的要求，也降低了過濾風(fēng)阻，而過濾后的氣體 則排放到室外。所述微硅粉煙氣通過金屬硅礦熱電爐高溫燃燒礦石產(chǎn)生。所述監(jiān)測控制過程中，如果煙氣的溫度與濃度分別高于或低于標(biāo)準(zhǔn)的范 圍，那么監(jiān)測控制裝置會根據(jù)不同的情況，進(jìn)行相應(yīng)的操作處理，使溫度與 濃度能夠保持在相對恒定的范圍內(nèi)。所述提純裝置內(nèi)部設(shè)有若干個放電極。所述煙氣的排放濃度小于30mg/m3。所述分離后的雜質(zhì)通過所述提純裝置下側(cè)的排料閥裝入料袋中填埋或拋棄。所述礦熱電爐與空冷器連接，通過熱交換原理將高達(dá)500°C左右的煙氣 降溫至200。C 300。C。所述監(jiān)測控制裝置為一種調(diào)溫調(diào)質(zhì)裝置，并且與主風(fēng)機(jī)連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供的一種微硅粉提純回收新工藝，主要通過監(jiān)測控制、提純、 回收等工序，不但能夠有效地監(jiān)測與調(diào)節(jié)高溫?zé)煔獾臏囟扰c濃度，避免在冶 煉過程中因原料、爐況條件的不同以及冶煉工藝處于不同階段時對煙氣量和 煙氣成分產(chǎn)生大的波動，而影響后續(xù)處理工藝和產(chǎn)品品質(zhì)。還能夠通過離心 分離、重力分離與電氣分離的方式實(shí)現(xiàn)對粉塵煙氣中的粗顆粒、以及多種金 屬氧化物粉塵的分離處理，提高了微硅粉中Si02的含量。通過粉塵荷電與靜電凝并的方式使布袋除塵器能高效地吸集》0.01微米的氣溶膠微硅粉，微硅粉在通過布袋過濾時更容易實(shí)現(xiàn)淺層過濾，在降低過濾風(fēng)阻的同時，也降低 了對布袋品質(zhì)的要求。本發(fā)明不但能夠?qū)崿F(xiàn)對粉塵煙氣中的粗顆粒、多種金屬氧化物粉塵雜質(zhì) 的分離處理，還能夠通過荷電與靜電凝并的方式更有效地完成對微硅粉塵的 凈化及回收操作，提高了布袋除塵器對粉塵的除塵效果，使微硅粉在通過布 袋過濾時更容易實(shí)現(xiàn)淺層過濾，在降低過濾風(fēng)阻的同時，也降低了對布袋品 質(zhì)的要求。本發(fā)明能夠避免在冶煉過程中因原材料、爐況條件的不同以及冶 煉工藝處于不同階段時對煙氣量和煙氣成分產(chǎn)生的較大波動，而影響后續(xù)的 處理工藝，不但降低了微硅粉的回收成本，還提高了產(chǎn)品中Si02的含量和品 質(zhì)。


圖l為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
工業(yè)硅或硅鐵在高溫熔煉過程中會產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔?，隨煙氣逸出的粉塵稱為硅粉或硅灰，其主要成分是Si02，含量占煙塵總含量的90%,其中 所含游離態(tài)的SiO2約占10y。。因?yàn)轭w粒度非常小，平均顆粒直徑約為0.3um， 因此被稱為微硅粉。如圖1所示，礦熱電爐在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔庵?含有大量的粉塵。在煙氣凈化系統(tǒng)未開前煙氣通過礦熱電爐上方的集氣罩及 煙囪直接排放到室外空氣中。而在煙氣凈化系統(tǒng)啟動后，先將煙囪的閥門關(guān) 閉，煙氣通過管道進(jìn)入空冷器內(nèi)部?？绽淦鞑捎脽峤粨Q的原理將高達(dá)500°C 左右的高溫?zé)煔饨禍刂?00°C ~300°C左右，從而滿足后續(xù)粉塵處理設(shè)備和布 袋濾料對溫度的要求。煙氣經(jīng)空冷器降溫冷卻后通過管道輸入調(diào)溫調(diào)質(zhì)裝置，該裝置內(nèi)部設(shè)有 監(jiān)測儀與控制儀，并且該控制儀還與外部的主風(fēng)機(jī)連接。監(jiān)測儀主要用于監(jiān) 測煙氣的溫度與濃度。如果煙氣溫度高于標(biāo)準(zhǔn)的溫度范圍，那么該裝置會啟 動其相鄰的閥門使冷空氣通過閥門進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部，冷空氣與煙氣相混合，使 煙氣的溫度能夠保持在正常的恒定范圍內(nèi)。另外，當(dāng)管道內(nèi)的煙塵濃度過高 時，控制儀會啟動與其連接的閥門使外界的空氣進(jìn)入閥門內(nèi)部，并且與濃度 較高的煙氣混合，降低煙氣的濃度；如果管道內(nèi)的煙塵濃度過低，控制儀則會啟動與其連接的主風(fēng)機(jī)，主風(fēng)機(jī)通過高速轉(zhuǎn)動，將空冷器內(nèi)大量的煙氣導(dǎo) 入系統(tǒng)內(nèi)部，并與濃度較低的煙氣混合，使煙氣濃度保持在正常的范圍內(nèi)。經(jīng)調(diào)溫調(diào)質(zhì)后的煙氣輸入煙氣提純裝置，該提純裝置是一種介于重力除 塵器、旋風(fēng)除塵器和靜電除塵器之間的設(shè)備，主要是采用電氣分離的方法， 在提純裝置內(nèi)部設(shè)有若干個放電極，放電極的供電方式以直流或交流方式為 主。煙氣進(jìn)入提純裝置內(nèi)部，并在其內(nèi)部進(jìn)行加速式旋轉(zhuǎn)。在微硅粉煙氣與 靜電場接觸時，由于微硅粉本身具有體積微小、比電阻高等特點(diǎn)，放電極產(chǎn) 生的靜電場不能將其捕集而直接進(jìn)入到后續(xù)的處理設(shè)備中，但煙氣中的粗顆 粒、以及多種金屬氧化物粉塵雜質(zhì)卻能被捕集下來。因而能夠?qū)崿F(xiàn)微硅粉與 雜質(zhì)的分離處理。由煙氣中分離出粗顆粒以及多種金屬氧化物粉塵雜質(zhì)，通 過排料閥裝入料袋填埋或拋棄。含塵煙氣通過離心通風(fēng)機(jī)進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行除塵凈化。布袋除塵器的內(nèi)部設(shè)有8 20個除塵單元，每個除塵室底部均有儲灰斗。含塵煙氣從儲灰斗 上側(cè)閥門控制的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入過濾層，該過濾層為圓柱形的布袋，其材質(zhì)是采 用經(jīng)過特殊處理過濾材料，經(jīng)處理的濾料能夠有效地防止灰塵滲透到濾料纖 維中。該布袋具有風(fēng)阻少、易脫灰、壽命長和高效過濾微細(xì)粉塵的特點(diǎn)。被 凈化后的微細(xì)粉塵在荷電與靜電凝并的作用下，若干微細(xì)粉塵相互結(jié)團(tuán)，增 大了粉塵的粒徑。在煙氣通過布袋進(jìn)行過濾時，更有利于實(shí)現(xiàn)粉塵的淺層過 濾，降低了對濾料的要求，也降低了過濾風(fēng)阻。而過濾出的氣體則從除塵器 頂部大型屋頂式自然通風(fēng)帽排到大氣中。此時，排放到室外的煙氣含塵濃度 小于30mg/m3。當(dāng)布袋中表面吸附粉塵數(shù)量達(dá)到一定數(shù)值的時候，則需要對布 袋進(jìn)行清灰處理，否則將導(dǎo)致過濾阻力的逐漸上升，降低過濾的效率。在對 布袋進(jìn)行清灰時，儲灰斗的進(jìn)風(fēng)口閥門關(guān)閉，而反向吸風(fēng)口開啟，反吹風(fēng)機(jī) 開始運(yùn)行，也隨即停止了對煙塵的輸入。 一旦布袋清理完畢后，進(jìn)風(fēng)口閥門 重新打開的同時，反向吸風(fēng)口關(guān)閉，此時該儲灰斗(第一單元除塵室)又進(jìn) 入正常運(yùn)行中。儲灰斗內(nèi)的粉塵經(jīng)儲灰斗下部螺旋輸送機(jī)，以及回轉(zhuǎn)閥送入除塵器底部 的水平鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)中。水平鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)再將粉塵轉(zhuǎn)送到另一斜式鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)中，由此輸送機(jī)將粉塵送入粉塵處理裝置的儲料倉內(nèi)。粉塵處理裝置是將微硅粉進(jìn)行增大密度的設(shè)備，加密后微硅粉的密度可以增加至400~600kg/m3， 比加密前體積最大可減少70%左右，但是并不會改變微硅粉的化學(xué)性質(zhì)。儲 料倉的內(nèi)部還設(shè)有料位測量和控制裝置、料倉底部連接增密設(shè)備、自動運(yùn)行 的閥門和流化分配裝置。經(jīng)流化分配裝置后，增密或未增密的硅粉通過流量 控制閥和氣動閥分別進(jìn)入大袋成品包裝系統(tǒng)及散裝系統(tǒng)。粉塵處理裝置從儲 倉頂部進(jìn)料和增密是自動連續(xù)運(yùn)行的。即進(jìn)儲倉的是像香煙灰一樣細(xì)的硅粉 塵(0.15 0.2t/m3)，倉下流出的是比重提高到0.5 0.6t/m3，直徑約0.5 1.0mm的圓顆粒硅粉球團(tuán)，至此整個系統(tǒng)完成了微硅粉的提純回收工序。綜上所述，本發(fā)明能夠有效地監(jiān)測與調(diào)節(jié)高溫?zé)煔獾臏囟扰c濃度，避免 在冶煉過程中因原料、爐況條件的不同以及冶煉工藝處于不同階段時對煙氣 量和煙氣成分產(chǎn)生大的波動，而影響后續(xù)處理工藝和產(chǎn)品品質(zhì)。還能夠通過 離心分離、重力分離與電氣分離的方式實(shí)現(xiàn)對粉塵煙所中的粗顆粒、以及多 種金屬氧化物粉塵的分離處理，提高了微硅粉中Si02的含量。通過粉塵荷電 與靜電凝并的方式使布袋除塵器能高效地吸集》0.01微米的氣溶膠微硅粉， 微硅粉在通過布袋過濾時更容易實(shí)現(xiàn)淺層過濾，在降低過濾風(fēng)阻的同時，也 降低了對布袋品質(zhì)的要求。惟以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，舉凡熟悉此項技藝的專 業(yè)人士.在了解本發(fā)明的技術(shù)手段之后，自然能依據(jù)實(shí)際的需要，在本發(fā)明 的教導(dǎo)下加以變化。因此凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的同等變化與修飾， 曾應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種微硅粉提純回收新工藝，其特征在于，所述工藝包括以下步驟a、監(jiān)測控制針對微硅粉煙氣的溫度與濃度進(jìn)行檢測并實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制；b、提純將溫度與濃度在適宜范圍內(nèi)的微硅粉煙氣輸入提純裝置，煙氣在所述提純裝置內(nèi)部進(jìn)行離心分選、重力分選，然后再通過靜電的干法分選，使煙氣中的其他粗顆粒以及多種金屬氧化物等雜質(zhì)被分離出來；c、回收被凈化后的微細(xì)粉塵在靜電場的作用下產(chǎn)生荷電凝并，若干微細(xì)粉塵結(jié)團(tuán)合并為一個整體，在對煙氣進(jìn)行過濾時，由于微硅粉結(jié)團(tuán)體積增大，降低了對布袋除塵器濾料的要求，也降低了過濾風(fēng)阻，而過濾后的氣體則排放到室外。
2、 如權(quán)利1所述一種微硅粉提純回收新工藝，其特征在于，所述微硅粉 煙氣通過金屬硅礦熱電爐高溫燃燒礦石產(chǎn)生。
3、 如權(quán)利1所述一種微硅粉提純回收新工藝，其特征在于，所述監(jiān)測控 制過程中，如果煙氣的溫度與濃度分別高于或低于標(biāo)準(zhǔn)的范圍，那么監(jiān)測控 制裝置會根據(jù)不同的情況，進(jìn)行相應(yīng)的操作處理，使溫度與濃度能夠保持在 相對恒定的范圍內(nèi)。
4、 如權(quán)利1所述一種微硅粉提純回收新工藝，其特征在于，所述提純裝置內(nèi)部設(shè)有若干個放電極。
5、 如權(quán)利1所述一種微硅粉提純回收新工藝，其特征在于，所述煙氣的 排放濃度小于30mg/m3。
6、 如權(quán)利1所述一種微硅粉提純回收新工藝，其特征在于，所述分離后 的雜質(zhì)通過所述提純裝置下側(cè)的排料閥裝入料袋中填埋或拋棄。
7、 如權(quán)利2所述一種微硅粉提純回收新工藝，其特征在于，所述爐熱電 爐與空冷器連接，通過熱交換原理將高達(dá)500°C左右的煙氣降溫至200 °C ~300oC。
8、 如權(quán)利3所述一種微硅粉提純回收新工藝，其特征在于，所述監(jiān)測控 制裝置為一種調(diào)溫調(diào)質(zhì)裝置，并且與主風(fēng)機(jī)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微硅粉提純回收新工藝，主要通過監(jiān)測控制、提純、回收等工序，不但能夠有效地監(jiān)測與調(diào)節(jié)高溫粉塵煙氣的溫度與濃度，避免在冶煉過程中因原料、爐況條件的不同以及冶煉工藝處于不同階段時對煙氣量和煙氣成分產(chǎn)生大的波動，而影響后續(xù)處理工藝和產(chǎn)品品質(zhì)。還能夠通過離心分離、重力分離與電氣分離的方式實(shí)現(xiàn)對粉塵煙所中的粗顆粒、以及多種金屬氧化物粉塵的分離處理，提高了微硅粉中SiO₂的含量。通過粉塵荷電與靜電凝并的方式使布袋除塵器能高效地吸集≥0.01微米的氣溶膠微硅粉，微硅粉在通過布袋過濾時更容易實(shí)現(xiàn)淺層過濾，在降低過濾風(fēng)阻的同時，也降低了對布袋品質(zhì)的要求。
文檔編號C01B33/00GK101269813SQ200810089060
公開日2008年9月24日 申請日期2008年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月15日
發(fā)明者恒 劉, 張振海, 毅 黃 申請人:北京民海艷科技有限公司