и технічного аналізу - необхідні як засіб контролю за сталістю якості сировини та виробленої продукції. Найбільш важливими характеристиками є р.с. і УЕС вуглецевого матеріалу для протікання процесу відновлення, а кількість золи - на якість одержуваного кремнію. Остання характеристика УВ особливо важлива в аспекті підвищення вимог до хімічного складу кінцевого продукту, з погляду можливого використання високочистого рафінованого металургійного кремнію як базового матеріалу для вирощування моно-, мультикристалів кремнію для сонячних модулів.
Кількість мінеральних домішок в термічно підготовлених Відновлювачі обумовлено їх вмістом у вихідній сировині, використовуваному для коксування.
Мінеральні речовини сплавлені з речовиною коксу, тому їх видалення механічним шляхом вкрай важко. Разом з тим напівкокс, отриманий коксуванням крупнокускового вугілля, може бути розділений по класах зольності. При цьому в ряді випадків це досягається легше, ніж на стадії термічно необробленого вугілля, що пояснюється різким збільшенням відмінності в щільності низько- і високозольного складових вугілля до і після його термічної обробки.
Таблиця 1
Характеристика вуглецевих відновників
УВТехніческій аналіз,% Вміст домішок в попелі,% Р.С. по СО2 мл/гсУЕ С, Ом смWpVгAcCFeAlCaДревесний уголь6-9203,576,51,97,422-35,70,3-11,12,1
106Нефтяной кокс3-133-6,50,16-0,792,88,47-10,61,70,36-0,421
103Древесная щепа4081,50,2-1,7180,031,524,711,91,2
106Каменний уголь10295,565,55,414,82,64,08-5,53-5Лігнін1519,3-703285,58,611,110,052,1
103Графіт20,91,1980,050,050,050,225,1Торфяной кокс412,55,7-10,780-852,711,24,39,031
104 пековую кокс3,80,65-20,4-1,590-9812,69,54,80,40,03-3,12Полукокс11-236-103-5,3875,55,90,77,15-2
103Ангарскій полукокс171,9222,589,72,6636631,01
Мінеральні домішки в більшості вуглецевих матеріалів розподілені в різних класах крупності нерівномірно. Підвищений вміст золи в дрібних класах крупності нерівномірно. Підвищений вміст золи в дрібних класах крупності коксів пов'язано зі зниженою механічною міцністю більш зольних мікрокомпонентів вугілля. Нижче представлені дані про розподіл золи, наприклад в шматках Ангарського напівкоксу різної крупності:
Клас крупності, мм
- 40
- 25
Зольність,%
, 9
, 6
, 3
Вміст золи в УВ повинно бути мінімальним. Обмеження щодо вмісту домішок у УВ можуть вводитися, виходячи з умови лімітування їх вмісту в товарних марках металургійного кремнію.
До основних домішковим елементам вуглецевих відновників відносяться: кремній, алюміній, кальцій, магній, залізо, фосфор, сірка та ін. Для деяких відновників характерно підвищений вміст у золі оксидів калію і натрію. Якщо у Кузнецовську коксі і ангарському напівкоксом їх міститься від 1,5 до 2,5%, то в торфобрикетах і деревному вугіллі - до 19%.
Сірка міститься в коксі і вугіллі в основному у вигляді сульфідів і органічної. У невеликих кількостях в коксі мається нафтовий кокс, в деяких сортах якого вміст сірки перевищує 5%. У Відновлювачі для виплавки кремнію зміст сірки не лімітується, оскільки остання в процесі електроплавкі практично повністю видаляється у вигляді летючих кременистих з'єднань.
Фосфор у відновників знаходиться у вигляді неорганічних сполук і є шкідливою і трудноудаляємиє домішкою. Тому бажано використовувати малофосфорістие відновники.
Досвід промислового виробництва кристалічного кремнію показує, що цими якостями володіють деревне вугілля, нафтовий кокс, деякі сорти малозольного кам'яного вугілля і деревна тріска. Однак потрібно зазначити, що повністю всім пропонованим вимогам до відновників не задовольняє жоден з названих матеріалів. Тільки використання їх в різних комбінаціях дозволяє створити найбільш сприятливі умови для протікання процесу відновлення кремнію.
Деревне вугілля виходить в результаті термічного розкладання (піролізу) деревини без доступу кисню при 350-450 ° С. Якість деревного вугілля залежить від порід деревини, з яких він виготовлений. Для виробництва кремнію кращими є вугілля, отримані з твердолистяних порід дерев, таких, як наприклад, береза, дуб, бук, граб. Деревне вугілля має високою реакційною здатністю. Пори деревного вугілля збільшують поверхню контакту кремнезему з відновником, що сприяє прискоренню процесу відновлення. Насипна маса деревного вугілля 0,22-0,24 т /, пористість 79-83%. Вміст золи становить 0,5-3,5% і залежить як від породи дерев, з яких отримано вугілля, так і (в значній мірі) від попередньої підготовки деревини д...
