Изучение демографических процессов в России и за рубежом. Сравнительный анализ

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра металлургии цветных металлов












Курсовая работа

по дисциплине «Физико-химия кремния»

«Построение физико-химической модели получения кремния»




Выполнила студентка группы МЦб-12-1

Бубникович А.С.

Руководитель С.С. Бельский







Иркутск 2014

Таблица 1

Химический состав золы каменного угля

SiO2TiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O61.71.221,57.63.22.21.70.9

Таблица 2

Химический состав золы нефтяного кокса

SiO2TiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OP2O5B2O336.2411.4125.45445.3448.2550.5530.2780.5831.880

Таблица 3

Химический состав золы древесного угля

SiO2TiO2Al2O3Fe2O3CaOP2O51.90.41.44.3686.55.44руднотермический печь кремний

Таблица 4

Химический состав золы древесной щепы

SiO2TiO2Al2O3Fe2O3CaOP2O522.0460.1686.8783.16865.42.34

Таблица 5

Химический состав кварцита

КомпонентыSiO2Fe2O3Al2O3CaOTiO2MgO% вес98.4510.5820.4350.4850.0010.046

СОДЕРЖАНИЕ:


ВВЕДЕНИЕ

. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

.1 РУДНОТЕРМИЧЕСКИЕ ПЕЧИ

.2 ВАННА ПЕЧИ

.3 ФУТЕРОВКА ПЕЧЕЙ

.4 ПРОИЗВОДСТВО КРЕМНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РУДОТЕРМИЧЕСКИХ ПЕЧЕЙ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


ВВЕДЕНИЕ


Металлургические печи представляют собой промышленное оборудование, в котором за счет тепловой энергии происходят различные физические и химические превращения материалов. Функциональность печей направлена на извлечение из исходных материалов металлов и сплавов, в том числе на их тепловую обработку . Основным отличием цветной металлургии является множество технологических процессов и огромное количество печей. Стоить отметить ,что их более 60.

В данной работе рассматривается руднотермическая печь, которая служит звеном в технологической цепочке производства кремния.

По распространенности в земной коре кремний занимает второе место после кислорода, встречается главным образом в виде кислородных соединений (кварц, силикаты и.т.д.). Кремний высокой чистоты используется в полупроводниковой технике, а технической чистоты (96-99% Si) - в черной и цветной металлургии для получения сплавов на нежелезной основе (силумина и др.), легирования (кремнистые стали и сплавы, применяемые в электрооборудовании) и раскисления стали и сплавов (удаления кислорода), производства силицидов и.т.д.

В процессе производства на заводе получают два вида продукции:
- металлический кремний (с чистотой не менее 98,5%, применяемый в алюминиевой и химической отраслях).
кремниевую пыль (ультрадисперсный материал, получаемый в процессе газоочистки печей, он применяется в производстве особопрочных сухих строительных смесей).

В промышленности кремний технической чистоты получают, восстанавливая расплав SiO2 коксом при температуре около 1800 градусов Цельсия в руднотермических печах шахтного типа. Чистота полученного таким образом кремния может достигать 99,9 % (основные примеси - углерод, металлы).

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


1.1 РУДНОТЕРМИЧЕСКИЕ ПЕЧИ


Основным агрегатом для выплавки технического кремния является дуговая рудотермическая одно-трехфазная электропечь мощностью от 8 до 25 МВА. Печь представляет собой круглый стальной кожух с днищем, футерованные огнеупорной кладкой. Подина (днище) и часть высоты стен футеруются графитовыми блоками, следующий слой магнезитовым кирпичом и внешний слой - шамотом (пористый кирпич из специальной огнеупорной глины).


Рисунок 1 - Конструкция руднотермической печи

- свод; 2 - площадка для обслуживания электродов; 3 электрододержатель; 4 - электрод; 5 - токоподвод; 6 - башмаки гибкой части токоподвода; 7 - каретка;8 - уплотняющее кольцо; 9 - стойка; 10 - привод перемещения электрода с тросовой передачей; 11 - кожух печи; 12 - футеровка; 13 - бункер; 14 - течка.


Преимущества электронагрева и особенного дугового способа нагрева позволяют использовать руднотермические печи для производства материалов, получение которых другими методами менее эффективно или не возможно. Руднотермические печи могут быть применены и для таких производств, которые успешно реализуют в печах сопротивления или топливных печах.

Преобразование электрической энергии в тепло в руднотермических печах может происходить не только в дуговом разряде, но и за счёт прохождения тока через слой электропроводной шихты или электропроводного расплава. Не смотря на это, конструкция РТП (рисунок 1) близка к конструкции чисто дуговых печей, в связи, с чем их удобно рассматривать как дуговые установки.


1.2 ВАННА ПЕЧИ


Наибольшее распространение в промышленности имеют 3-х фазные печи (рисунок 2 - 3,4,5) с тремя или шестью электродами. Форма ванны таких печей может быть не только круглой как у ДСП (рисунок 2 - 3 и рисунки 1, 3), но и прямоугольной (рисунок 2 - 4,5 и рисунок 4).

Прямоугольные ванны нашли применение в многошлаковых процессах, причём наиболее рациональной для мощных печей оказалась система с шестью электродами, расположенными в одну линию, запитанными от трёх однофазных трансформаторов.

Другим распространённым типом являются однофазные печи с одним или двумя электродами (рисунок 2 - 1,2). Печь с одним электродом имеет круглую ванну, где в качестве второго электрода выступает подина печи.

Однофазные печи с двумя электродами имеют прямоугольную (рисунок 6) или овальную ванну (рисунок 2 - 2) в которую электроды опущены вертикально или под некоторым углом.


Рисунок 2 - Формы ванны руднотермических печей и расположение электродов в них


Для равномерного проплавления материалов, лучшего разрыхления шихты и хода технологического процесса современные круглые печи, могут иметь механизм вращения ванны. В результате этого увеличивается производительность печи и снижается удельный расход электроэнергии. Ванна вращается вокруг вертикальной оси в пределах определенного угла с частотой вращения порядка одного оборота в несколько суток. При этом электроды и система загрузки печи остаются не подвижными.


1.3 ФУТЕРОВКА ПЕЧЕЙ


Конструкция и материалы футеровки руднотермических печей в основном определяются химическими свойствами расплава.

Процессы, требующие, что бы углерод отсутствовал в продукте или в шихте ведут в печи с магнезиальной кладкой.

Процессы, где используется большое количество углеродистого восстановителя целесообразно проводить в печах, футерованных угольными блоками (рисунок 3).

Во время плавки тугоплавких материалов, таких как корунд, карбид бора, феррофольфрам и т.п. в жидком состоянии находится только часть продукта около электродов. Плавку ведут методом гарниссажа. При этом в качестве футеровки выступает слой не проплавленной шихты. В таких печах обычно специальную футеровку собирают только на подине (рисунок 4).

Рисунок 3 - Футеровка печи мощностью 23 МВ.А

- кожух ванны; 2 - асбест листовой; 3 - крупка алюмосиликатная;

- кирпич высокоглинозёмистый; 5 - кирпич силикатный; 6 - угольные блоки; 7 - медные водоохлаждаемые трубы; 8 - лёточная плита; 9 - лётка;

- набивка из подовой массы;11 - кирпич кремнезёмистый.


Рисунок 4 - Футеровка подвижной печи

- тележка; 2 - асбест листовой; 3 - шамотная подсыпка; 4 - шамотный кирпич; 5 - магнезитовый кирпич; 6 - угольные блоки; 7 - водосборный желоб; 8 - слой боксита; 9 - углеродный материал для розжига печи; 10 - стальной кожух; 11 - труба для водоохлаждения.


Условия работы пода и стен печи резко отличаются между собой, особенно у мощных печей. Футеровка стен, как правило, закрыта некоторым слоем не проплавленной шихты, а на поду находится слой горячего расплавленного металла, способного растворять материал футеровки. В связи с этим обычно верхняя часть кладки стен выполнена из доменного кирпича. Нижнюю, примыкающая к подине, часть футеровки стен, которую омывает расплавленный металл, делают из угольных блоков или магнезитового кирпича. Футеровка подины должна быть наиболее мощной.


1.4 ПРОИЗВОДСТВО КРЕМНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РУДОТЕРМИЧЕСКИХ ПЕЧЕЙ


Подача энергии в рабочее пространство печи осуществляется с помощью электрода, выполненного из графита. Самоспекающиеся электроды в технологии кремния не применяются по причине возможного загрязнения продукта компонентами кожуха электрода и электродной массы (железо, кальций, алюминий). Электрические параметры восстановительного процесса обеспечиваются с помощью печного трансформатора, соединенного с электродом высокоамперной короткой сетью, в которой сила тока составляет 40-80 кА. По мере торцевого расхода электрода они периодически удлиняется с помощью механизмов перепуска. Регулировка заданной силы тока в электроде осуществляется путем перемещения электрода по вертикальной оси.

Выпуск кремния осуществляется практически непрерывно через лётку (отверстие в футеровке) в стальную футерованную изложницу.

В печи с шунтированной дугой происходит восстановление кремния из кремнезёма кварцита углеродом восстановителя. Теоретическая температура начала процесса 1670 градусов Цельсия. К основным типам восстановителей относятся: древесный уголь (берёзовый, сосновый), нефтекокс, каменный уголь.

Из рудотермической печи, расплавленный кварц попадает в ковш из которого он переливается по формам.В формах металлический кремний охлаждается и застывает.

Металлический кремний является основой для высокотехнологичной промышленности. Кремний - это и фотоэлементы для солнечных батарей, и полупроводники для компьютеров, и многое, многое другое.

Кстати, производство металлургического кремния абсолютно безотходно. Над печью стоят воздуховоды, и вся пыль уходит в газоочистку, где улавливаются микрочастицы. Эта кремниевая пыль является полезным продуктом в другой части производства. Например, раньше в Европе кварц переплавляли только для того, чтобы его потом размолоть и добавить в бетон, в растворы, которые обладают очень большим укрепляющим свойством. Кварцевая кристаллическая решетка очень прочная. И 900-ю марку бетона можно получить только с помощью кремния. А есть еще гидроизоляционные замазки, ударопрочные полы, эта продукция используется для укрепления тоннелей метро.

После остывания кремний дробят на мелкие куски гидромолотом

Затем готовая продукция упаковывается в бигбэги - пластиковые мешки, вмещающие 1000 килограмм металлургического кремния и отправляется заказчикам.

Что можно сделать с техническим кремнием? Технологическая цепочка в производстве кремния продолжается: металлургический кремний - поликремний - монокристаллический кремний - кремниевые пластины. Для дальнейшей очистки металлургический кремний перегоняют, превращая в экологически вредные соединения хлора: дихлорсилан или трихлорсилан. После очистки последних в больших ректификационных колоннах и процессов осаждения получается поликремний, где концентрация примесей не превышает десятитысячной доли процента. После этого его переплавляют в монокристаллический материал, а монокристаллы режут на пластины. Так получают до 80% монокристаллического кремния, используемого в электронике.

Таблица 1

Физико-химическая характеристика каменного угля

Aс.%Sг.%Cг.%Hг.%Nг.%Oг.%11.50.478.55.62.612.9

Таблица 2

Химический состав золы каменного угля

SiO2TiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O61.71.221.57.63.22.21.70.9

Произведем перерасчет компонентов на золу каменного угля:

Поскольку золы в каменном угле 11.5%. значит 100% - 11.5% = 88.5%. тогда:



Приведем состав золы к 11.5%:

- 11.5

.7 - SiO2ÞSiO2 = 7.096%

100 - 11.5

.2 - TiO2Þ TiO2 = 0.138%

- 11.5

.5 - Al2O3Þ Al2O3 = 2.473%

- 11.5

.6 - Fe2O3Þ Fe2O3 = 0.874%

- 11.5

.2 - CaO Þ CaO= 0.368%

- 11.5

.2 - MgO Þ MgO= 0.253%

- 11.5

.7 - K2O Þ K2O= 0.195%

100 - 11.5

.9 - Na2OÞNa2O= 0.103%

Всего: 11.5% (А)

Ниже приведена таблица состава каменного угля. %


Таблица 3

Состав каменного угля

S0.354C69.473H4.956N2.3O11.417SiO27.096TiO20.138Al2O32.473Fe2O30.874CaO0.368MgO0.253K2O0.195Na2O0.103Всего. %100

Таблица 4

Количество молей компонентов в 1кг каменного угля

Компонентымол. весВес. %Число молей в 1 кг.КислородS320.3540.111-C1269.47357.894-H14.95649.560-N142.31.643-O1611.4177.1367.136SiO2607.0961.1832.366TiO2800.1380.0170.034Al2O31002.4730.2470.741Fe2O31600.8740.0550.165CaO560.3680.0660.066MgO400.2530.0630.063K2O940.1950.0210.021Na2O620.1030.0170.017

?О = 7.136+2.366+0.034+0.741+0.165+0.066+0.063+0.021+0.017=10.609 моль

Тогда состав каменного угля будет записан в следующем виде:

S0.111C57.894H49.56N1.643O7.136Si1.183Ti0.017Al4.946Fe1.748Ca0.066 Mg0.063K0.39Na0.206

Нефтяной кокс


Таблица 5

Физико-химическая характеристика нефтяного кокса

Aс.%Sг.%Cг.%Hг.%Nг.%Oг.%0.151.7686.361.30.759.83

Таблица 6

Химический состав золы нефтяного кокса

SiO2TiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OP2O5B2O336.2411.4125.45445.3448.2550.5330.2780.5831.880

Произведем перерасчет компонентов на золу нефтяного кокса:

Поскольку золы в нефтяном коксе 0.15%. значит 100% - 0.15% = 99.85%. тогда:



Приведем состав золы к 0.15%:

- 0.15

.241 - SiO2ÞSiO2 = 0.0543615%

100 - 0.15

.412- TiO2Þ TiO2 = 0.002120%

- 0.15

.454- Al2O3Þ Al2O3 = 0.008181%

- 0.15

.344- Fe2O3Þ Fe2O3 = 0.068016%

- 0.15

.255- CaO Þ CaO= 0.0123825%

- 0.15

.533 - MgO Þ MgO= 0.0007995%

- 0.15

.278 -Na2O Þ Na2O= 0.000420%

- 0.15

.583 - P2O5Þ P2O5 = 0.0008745%

- 0.15

.880 - B2O3Þ B2O3 = 0.00282%

Всего: 0.15% (A)

Ниже приведена таблица состава нефтяного кокса. %


Таблица 7

Состав нефтяного кокса

S1.757C86.23H1.298N0.75O9.815SiO20.0543615TiO20.002120Al2O30.008181Fe2O30.068016CaO0.0123825MgO0.0007995Na2O0.000420P2O50.0008745B2O3 0.00282Всего. %100

Таблица 8

Количество молей компонентов в 1 кг нефтяного кокса

Компонентымол. весВес. %Число молей в 1 кг. КислородS321.7570.55-C1286.2371.86-H11.29812.98-N140.750.54-O169.8156.136.13SiO2600.05436150.0090600.01812TiO2800.0021200.0002650.00053Al2O31000.0081810.0008180.002455Fe2O31600.0680160.0040.012CaO560.01238250.0020.002MgO400.00079950.00020.0002Na2O620.0004200.000060.00006P2O51420.00087450.000060.0003B2O3680.002820.00040.0012

?О=6.13+0.01812+0.00053+0.002455+0.012+0.002+0.0002+0.00006+0.0003+0.0012=

=6.18 моль

Тогда состав нефтяного кокса будет записан в следующем виде:

S0.55C71.86H12.98N0.54O6.13Si0.009060Ti0.000265Al0.001636Fe0.008 Ca0.002 Mg0.0002Na0.00012P0.00012B0.0008

Древесный уголь


Таблица 9

Физико-химическая характеристика древесного угля

Aс.%Sг.%Cг.%Hг.%Nг.%Oг.%3.40.781.893.50.3113.6

Таблица 10

Химический состав золы древесного угля

SiO2TiO2Al2O3Fe2O3CaOP2O51.90.41.44.3686.55.44

Произведем перерасчет компонентов на золу древесного угля:

Поскольку золы в древесном угле 3.4%. значит 100% - 3.4% = 96.6%. тогда:


Приведем состав золы к 3.4%:

- 3.4

.9- SiO2ÞSiO2 = 0.065%

100 - 3.4

.4 - TiO2Þ TiO2 = 0.013%

- 3.4

.4- Al2O3Þ Al2O3 = 0.048%

- 3.4

.36 - Fe2O3Þ Fe2O3 = 0.148%

- 3.4

.5 - CaO Þ CaO= 2.941%

- 3.4

.44 - P2O5Þ P2O5 = 0.185%

Всего: 3.4% (A)

Ниже приведена таблица состава древесного угля. %

Таблица 11

Состав древесного угля

S0.676C79.106H3.381N0.299O13.138SiO20.065TiO20.013Al2O30.048Fe2O30.148CaO2.941P2O50.185Всего. %100

Таблица 12

Количество молей компонентов в 1 кг древесного угля

Компонентымол. весВес. %Число молей в 1 кгКислородS320.6760.211-C1279.10665.922-H13.38133.81-N140.2990.214-O1613.1388.2118.211SiO2600.0650.0110.022TiO2800.0130.00160.0032Al2O31000.0480.00480.144Fe2O31600.1480.0090.027CaO562.9410.5250.525P2O51420.1850.0130.065

?О=8.211+0.022+0.0032+0.144+0.027+0.525+0.065=8.99 моль

Тогда состав древесного угля будет записан в следующем виде:

S0.211C65.922H33.81N0.214O8.211Si0.011Ti0.0016Al0.0096Fe0.018Ca0.525 P0.026

Древесная щепа

Таблица 13

Физико-химическая характеристика древесной щепы

Ас.%Cг.%Hг.%Nг.%Oг.%0.549.656.230.9243.2

Таблица 14

Химический состав золы древесной щепы

SiO2TiO2Al2O3Fe2O3CaOP2O522.0460.1686.8783.16865.42.34

Произведем перерасчет компонентов на золу древесной щепы:

Поскольку золы в древесной щепе 0.5%. значит 100% - 0.5% = 99.5%. тогда:



Приведем состав золы к 0.5%:

100 - 0.5

.046 - SiO2Þ SiO2 = 0.11023%

- 0.5

.168 - TiO2Þ TiO2 = 0.00083%

- 0.5

.878 - Al2O3Þ Al2O3 = 0.0344%

- 0.5

.168 - Fe2O3Þ Fe2O3 = 0.01584%

- 0.5

.4 - CaO Þ CaO= 0.327%

- 0.5

.34 - P2O5Þ P2O5 = 0.00117%

Всего: 0.5% (A)

Ниже приведена таблица состава древесной щепы. %


Таблица 15

Состав древесной щепы

C49.40175H6.19885N0.9154O42.984SiO20.11023TiO20.00083Al2O30.0344Fe2O30.01584CaO0.327P2O50.00117Всего. %100

Таблица 16

Количество молей компонентов в 1 кг древесной щепы

Компонентымол. весВес. %Число молей в 1 кгКислородC1249.4017541.17-H16.1988561.9885-N140.91540.65-O1642.98426.86526.865SiO2600.110230.0180.036TiO2800.000830.00010.0002Al2O31000.03440.00340.0102Fe2O31600.015840.000990.00297CaO560.3270.0580.058P2O51420.001170.00080.004

?О= 26.865+0.036+0.0002+0.0102+0.00297+0.058+0.004= 26.98 моль

Тогда состав древесной щепы будет записан в следующем виде:

C41.17H61.9885N0.65O26.865Si0.018Ti0.0001Al0.0068Fe0.00198Ca0.058 P0.0016

Кварцит


Таблица 17

Состав кварцита

КомпонентыSiO2Fe2O3Al2O3CaOTiO2MgO% вес98.4510.5820.4350.4850.0010.046

Таблица 18

Количество молей компонентов в 1 кг кварцита

Компонентымол. весВес. %Число молей в 1 кгКислородSiO26098.45116.4132.82Fe2O31600.5820.0360.108Al2O31000.4350.04350.131CaO560.4850.0870.087TiO2800.0010.00010.0002MgO400.0460.01150.0115

?О= 32.82+0.108+0.131+0.087+0.0002+0.0115 = 33.16 моль

Тогда состав кварцита будет записан в следующем виде:

O33,16Si16.41 Fe0.072Al0.087Ca0.087Ti0.0001Mg0.0115

Составкаменногоугля:.111C57.894H49.56N1.643O7.136Si1.183Ti0.017Al4.946Fe1.748Ca0.066 Mg0.063K0.39Na0.206

Составнефтяногококса:.55C71.86H12.98N0.54O6.13Si0.009060Ti0.000265Al0.001636Fe0.008 Ca0.002 Mg0.0002Na0.00012P0.00012B0.0008

Составдревесногоугля:.211C65.922H33.81N0.214O8.211Si0.011Ti0.0016Al0.0096Fe0.018Ca0.525 P0.026

Составдревеснойщепы:.17H61.9885N0.65O26.865Si0.018Ti0.0001Al0.0068Fe0.00198Ca0.058 P0.0016

Составкварцита: Si16.41 Fe.072Al.087Ca.087Ti.0001Mg.0115

По заводским данным на получение 1 т рафинированного кремния в среднем расходуется:

Кварцита - 2974 кг;

Древесного угля - 614 кг;

Нефтяного кокса - 378 кг;

Древесной щепы - 1172 кг;

Каменного угля - 773 кг.

Тогда с учетом расходных коэффициентов на 1 тонну кварцита необходимо загрузить в печь:

- 1000

Þ 206.46 кг древесного угля;

- др.уголь

- 1000

Þ 127.1 кг нефтяного кокса;

- нефтекокс

- 1000

Þ 394.08 кг древесной щепы;

- щепа

- 1000

Þ 259.92 кг каменного угля;

- кам.уголь

Древесный уголь:

Количество молей компонентов в 1 кг древесного угля

Компонентымол. весВес. %Число молей в 1 кгКислородS321.3960.44-C12164.499137.08-H16.9869.8-N140.620.44-O1627.1216.9516.95SiO2600.130.020.04TiO2800.020.00250.005Al2O31000.090.0090.027Fe2O31600.30.010.03CaO566.071.081.08P2O51420.3820.0270.135Всего:-207.607-18.267

Состав древесного угля: S0.44C137.08H69.8N0.44O16.95Si0.02Ti0.0025Al0.0018Fe0.02Ca1.08P0.054

Нефтяной кокс:


Количество молей компонентов в 1 кг нефтяного кокса

Компонентымол. весВес. %Число молей в 1 кг. КислородS322.2331470.7-C12109.5983391.33-H11.64975816.5-N140.953250.68-O1612.4748657.87.8SiO2600.069093470.010.02TiO2800.002694520.00030.0006Al2O31000.010398050.0010.003Fe2O31600.086448340.0050.015CaO560.015738160.0020.002MgO400.001016160.00020.0002Na2O620.000533820.000080.00008P2O51420.001111490.0000780.00039B2O3680.003584220.00050.0015Всего:-127.1-7.84Состав нефтяного кокса:

S0.7C91,33H16,5N0.68O7,8Si0.01Ti0.0003Al0.002Fe0.01Ca0.002Mg0.0002

Na0.00016P0.000156B0,001

Древесная щепа:


Количество молей компонентов в 1 кг древесной щепы

Компонентымол. весВес. %Число молей в 1 кгКислородC12194,682416162,23-H124,4284281244,28-N143,607408322,576-O16169,391347105,87105.87SiO2600.40.060.012TiO2800.0030.0030.006Al2O31000.10.010.03Fe2O31600.060.0030.009CaO561.280.220.22P2O51420.040.0020.01Всего:--106,16

Состав древесной щепы:

C162,23H244,28N2,576O105,87Si0.06Ti0.003Al0.02Fe0.009Ca0.22P0.004

Каменный уголь:


Количество молей компонентов в 1кг каменного угля

Компонентымол. весВес. %Число молей в 1 кг.КислородS320.920.29-C12180.57150.48-H112.88128.8-N145.984.27-O1629.6818.5518.55SiO26018.443.086.16TiO2800.360.0450.09Al2O31006.430.643 1.929Fe2O3160 2.270.140.42CaO560.960.1710.171MgO400.660.1650.165K2O940.50.050.05Na2O620.270.040.04Всего:-259.92-27.575

Каменныйуголь:.29C150.48H128.8N4.27O18.27Si3.08Ti0.045Al1.286Fe0.28Ca0.171 Mg0.165K0.010Na0.08

Древесныйуголь:.44C137.08H69.8N0.44O16.95Si0.02Ti0.0025Al0.0018Fe0.02Ca1.08P0.054

Нефтянойкокс:.7C91,33H16,5N0.68O7,8Si0.01Ti0.0003Al0.002Fe0.01Ca0.002Mg0.00020.00016P0.000156B0,001

Древесная щепа:

C162,23H244,28N2,576O105,87Si0.06Ti0.003Al0.02Fe0.009Ca0.22P0.004

Каменныйуголь:.29C150.48H128.8N4.27O18.27Si3.08Ti0.045Al1.286Fe0.28Ca0.171 Mg0.165K0.010Na0.08

Кварцит:.6Si164.1 Fe0.72Al0.87Ca0.87Ti0.001Mg0.115

РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Температуры резервуаров:

)410°С

)1520°С

)2222°С

)2000°С

Химический составкремниевого расплава, полученного в результате моделирования

Компоненты расплаваСодержание, %Si69,465FeSi3,051TiC0,367P0,046Mg2Si0,023Na2O0,025FeS0,010Fe0,004TiS20,006Ti0,003

Динамика поступления и распределения кремния по резервуарам (в модели) в зависимости от продолжительности процесса восстановления

Расчет извлечения кремния:

= Количество Si(1 резервуар) + Количество Si(2 резервуар) + Количество Si(3 резервуар) + Количество Si(4 резервуар) = 109,315+182,234+6,613+723,453=1021,615

?=[Количество Si(4 резервуар)/ ) ? 100%=(723,453/1021,615) ? 100%=70,81%


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В результате проделанной работы были рассмотрены теоретические основы руднотермических печей, применяемые при производстве кремния. В практической части работы представлен расчет химического состава сырья и углеродистых восстановителей, применяемых при производстве кремния. В ходе работы была построена физико-химическая модель получения кремния, на основе полученных расчетов в программе "Селектор".Был произведен расчет извлечения кремния, которое составило70,81%.

На основе проведенной работы была получена графическая зависимость, отражающая поступление и распределение кремния по резервуарам (в модели) в зависимости от продолжительности процесса восстановления. По полученной зависимости можно сделать вывод о том, что в четвертом резервуаре находится основное количество кремния.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:


1. Печи цветной металлургии. Под научной редакцией Д.А Диомедовского, Л.М Шалыгина, А.А Галинберк, И.А Южанин. - М.: Металлургия, 1963. - 640 с.

. Кривандин В.А. Металлургическая теплотехника - 2 том / В.А. Кривандин; профессор, доктор техн. наук. - М.: Металлургия, . - 590 с.

. Басов, Ельцев Справочник механика заводов цветной металлургии.

. Немчинова Н.В., Бельский С.С. Производство тугоплавких металлов и кремния и проектирование цехов. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007.


Министерство образования и науки Российской Федерации ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра металлургии цветных металлов

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2019 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ