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.
Больше работ по теме:
Предмет: Эктеория
Тип работы: Реферат
Новости образования
КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]
Скачать реферат © 2019 | Пользовательское соглашение
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ