Metòd pwodiksyon Ferrosilicon yo sitou baze sou reyaksyon rediksyon wo-tanperati. Pwosesis debaz la se rediksyon silica (SiO₂) ak fè nan yon fou elektrik lè l sèvi avèk yon ajan rediksyon kabòn pou pwodwi yon alyaj ferosilicon.
1. Preparasyon matyè premyè
Silica (SiO₂):
Kondisyon: Kontni Silica Pi gwo pase oswa egal a 97%, kontni enpurte ki ba (egzanp Al₂O₃, CaO) asire pite Silisyòm.
Pre-tretman: kraze nan patikil 5-50mm amelyore efikasite reyaksyon.
Sous fè:
Tipikman, yo itilize bouyon asye, fich fè, oswa minrè fè (tankou mayetit).
Wòl fè: Aji kòm yon konpayi asirans pou Silisyòm, bese tanperati reyaksyon an epi fòme yon alyaj.
Ajan rediksyon kabòn:
coke (pi pito): kontni segondè kabòn fiks (Pi gran pase oswa egal a 80%), kontni sann ki ba (mwens pase oswa egal a 10%).
Lòt moun: chabon, coke petwòl (pi chè, pou kondisyon espesyal).
Matyè premyè oksilyè:
bouyon asye (pou kontwole pèmeyabilite lè a nan gwo founo dife a), lacho (flux, diminye viskozite nan salop la).
2. Ekipman prensipal - founo ak arc submerged (founè ak arc elektrik)
Kalite fou:
louvri oswa fèmen founo submerged arc, ak kalite a fèmen yo se youn nan prensipal (zanmitay anviwònman an ak ak yon wo nivo nan itilizasyon enèji tèmik).
Pouvwa: anjeneral 10-50 MW, pwodiktivite gwo founo - jiska 100 000 tòn/ane.
Elektwòd:
Elektwòd pwòp tèt ou-boulanjri oswa elektwòd grafit ak yon dyamèt ki rive jiska 1.5 mèt, ki transmèt enèji elektrik byen fon nan chaj la gwo founo dife.
Konsepsyon founo:
Pawa te fè nan materyèl refractory (tankou brik kabòn, brik mayezi), rezistan a tanperati ki wo (1800-2000 degre).
3. Pwosesis pwodiksyon
(1) Dòz ak chaje
Melanje silica, fè, coke ak matyè premyè oksilyè nan pwopòsyon (pa egzanp, silica: coke≈3:1).
Kouch chaje: coke nan pati anba a, yon melanj de silica ak sous fè nan tèt la, kenbe pèmeyabilite lè nan gwo fou a.
(2) Reyaksyon rediksyon tanperati ki wo
Tanperati reyaksyon: 1600 ~ 2000 degre, enèji apwovizyone pa arc elektrik ak chofaj rezistans.
Reyaksyon chimik debaz yo:
SiO2+2C→Si+2CO↑ (reyaksyon prensipal) FeO+C→Fe+CO↑ (rediksyon sous fè).
Reyaksyon negatif: Ti kantite pwodwi entèmedyè tankou SiC ak FeSi₂ yo fòme. Tanperati fou a dwe kontwole pou anpeche twòp carbonatation.
(3) K ap fonn ak delaminasyon
Silisyòm redwi a ak fè fòme yon alyaj fonn (dansite sou 5.2 g / cm³), ki koule nan fon an nan gwo founo dife a.
Salop la (sitou ki gen ladan CaO-SiO₂{-Al₂O₃) flote nan tèt la epi yo egzeyate regilyèman.
(4) Vide ak depoze
Ferosilicon fonn antre nan louch la nan twou priz la.
Li jete nan lengote oswa granules (se trempe nan dlo yo itilize pou jwenn granules ferrosilicon).
(5) Rafine (si ou vle)
Oksijèn/agon purge: diminye kontni an nan enpurte tankou aliminyòm ak kalsyòm, ki pèmèt pwodiksyon an nan ba-aliminyòm ferrosilicon (pou egzanp, klas espesyal pou rediksyon an nan metal mayezyòm).
Ajoute yon ajan ki fòme salop: plis separasyon enpurte.
4. Konsomasyon enèji ak kondisyon pouvwa
Konsomasyon elektrisite:
Pou pwodwi 1 tòn ferosilicon, 8 000-9 000 kWh elektrisite obligatwa, ki se 60-70% nan depans total yo.
Sous enèji: Pifò nan zòn ki gen gwo kantite enèji idwoelektrik (eg Yunnan, Lachin, ak Nòvèj).
Teknoloji ekonomize enèji:
Rekiperasyon chalè fatra (itilize gaz echapman pou prechofe matyè premyè).
Fèmen-kalite fou elektrik diminye pèt chalè.
5. Mezi anviwònman an
Netwayaj gaz echapman:
Founis elektrik ki fèmen yo kolekte gaz CO (ki ka boule pou jenere elektrisite oswa itilize kòm yon materyèl chimik).
Filtè sak pran pousyè tè (ki gen ladan patikil SiO₂, ki itilize nan pwodiksyon materyèl bilding).
Tretman dlo ize:
Dlo dechè granulaire ferrosilicon bezwen trete pou anpeche kontaminasyon poud Silisyòm lan.
Eliminasyon dechè solid:
Salop la ka itilize pou konstriksyon wout oswa kòm yon aditif nan siman.
6. Pwosesis pwodiksyon espesyal
(1) Metòd dirèk (metòd yon sèl etap)
Rediksyon similtane ak fè, apwopriye pou klas ki ba - ak mwayen-silikon (egzanp FeSi45).
Avantaj: pwosesis senp, pri ki ba; dezavantaj: pòv kontwòl enpurte.
(2) Metòd endirèk (metòd de etap)
Premyèman, Silisyòm endistriyèl pwodui (Si pi gran pase oswa egal a 98%), Lè sa a, li fonn ak fè yo pwodwi segondè-Silisyòm ferrosilicon (pou egzanp, FeSi90).
Avantaj: pite pi wo; dezavantaj: ogmante konsomasyon enèji.
7. Karakteristik pwodiksyon mondyal la
Lachin:
li konte pou plis pase 60% nan kapasite pwodiksyon mond lan, konsantre nan rejyon idwo-elektrik yo nan Nò-Wès (Ningxia, Inner Mongolia) ak Sid-Wès (Yunnan).
Nan dènye ane yo, ti recho ak demode (<25000 кВА) были выведены из эксплуатации из-за влияния политики «двойного углерода».
Nòvèj/Larisi:
itilizasyon enèji pwòp (enèji idwoelektrik/enèji nikleyè) pou pwodiksyon ferosilicon ki gen gwo valè (egzanp FeSi75 ba-aliminyòm).
8. Defi teknolojik ak inovasyon
Ranplasman matyè premyè: Efò pou ranplase coke ak chabon byomass pou redwi emisyon kabòn.
Entelijan kontwòl:
Optimize engredyan ak tanperati fou lè l sèvi avèk entèlijans atifisyèl pou amelyore efikasite enèji (egzanp, diminye konsomasyon enèji pa 5-10%).
Tès metaliji idwojèn:
Etidye posiblite pou itilize idwojèn pou ranplase pasyèlman ajan rediksyon kabòn yo nan lòd yo reyalize pwodiksyon zanmitay anviwònman an (toujou nan etap rechèch laboratwa).