硅微粉的分类及其提纯除杂工艺技术研究

作者：红星机器 发表于： 2015-04-14 09:08:03

杨帅军老师 红星技术工程师

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在冶炼桂铁以及金属硅时，由于烟气的作用，会有很多的微小颗粒被带出来，这种细小颗粒就是硅微粉，它的成分是二氧化硅，比火山灰性能好。由于环保法的落实，人们越来越重视环境，并且硅微粉的广泛应用领域被发现，如今很多的硅系铁合金生产厂家都改进了烟气设备，使得硅微粉得以回收并利用。本文就硅微粉的分类及其提纯技术进行介绍。

硅微粉分类

硅微粉按级别可分为普通硅微粉、电子级硅微粉、电工级硅微粉、“球形”桂微粉、熔融硅微粉、超细硅微粉六种。

普通硅微粉：普通硅微粉用途广泛，化工行业，主要用于环氧树脂浇注料、灌封料、电焊条保护层、金属铸造、陶瓷、硅橡胶、涂料等。

电工级硅微粉：主要用途用于普通电器件绝缘浇注、高压电器绝缘浇注、APG工艺注射料、环氧灌封料、陶瓷釉料等。

电子级硅微粉：主要用于电子产品，如集成电路、电子元件的塑封料和包装料等。

熔融硅微粉：熔融石英微粉（WG)所用原料是天然石英经高温熔炼，冷却后的非晶态，经多道工艺加工而成的微粉。该产品具有纯度商、热嘭胀系数小、内应力低、高耐湿性、低放射性等优良特性。

超细硅微粉：主要用子涂料、油漆、工程塑料、粘合剂、橡胶、精密铸造、陶瓷。

“球型”娃微粉：选用高品质石英原矿，SiO2含量99.6%以上，密度2.65，莫氏硬度7，细度在325目至5000目之间，白度在70~94之间，球形硅微粉是一种高强度、高硬度、惰性的球型颗粒，具有合理可控的粒度范围，外观为白色粉末状，具体可以参考红星机械的微磨粉机球形硅微粉生产工艺流程进行加工。

硅微粉提纯技术

硅微粉的杂质主要为炭和铁的氣化物，主要由硅合金冶炼中的烟气回收工艺造成。硅微粉的颜色影响因索主要进炭和氧化铁。目前主要提纯方法有：采用锻烧法、浮选法，电选法等去除杂质炭：采用磁选法、浮选法、酸洗法等除掉钒化铁杂质。

1、酸洗法

采用酸洗法研究了电炉硅微粉的提纯，分别研究了酸的质量分数、搅拌速率、反应时间、固液相反应等因素的影响规律，优化条件为：在20%盆酸溶液(固液比3g/200mL)，转速300r/min，反应时间3h，所得硅微粉二铒化硅含量高达92.79%。

低含量硅微粉作为为原料，在20%的酸溶液中于80℃恒温条件下快速搅拌2h，然后将沉淀物分离、洗净，再用一定量氢氟酸溶解，分离取上淸液快速搅拌，并且慢慢加入60℃的PEG600氨水溶液中，滴加完成后在恒温下反应1h再次分离，沉淀物用纯酒精溶液多次淸洗，在105℃的恒温干燥箱内放置10h，干燥后粉末在坩埚中600℃马弗炉内灼烧2h，冷却可得到白色纳米级的二氧化硅粉末，二氧化硅含量97%，平均粒径90nm，比表面积210㎡/g。

2、浮选法

浮选法提纯Si02粉体，先将硅微粉制备成重百分比为30%的浆状物，然后加入浮选药剂I(NaOH、水玻璃），搅拌1〜2h后脱泥，再将浆状物与水配成质量百分分比为30%溶液，再加入浮选药剂（不同配比的石油磺酸、十二胺），调和成浆状物，再将此浆状物用泵打入浮选机进行硅和铁等杂质的分离，可获得提纯的二氧化硅。结果表明：药剂用虽、搅拌强度，投拌时间以及物料浓度对降低氧化铁含量都有一定影响。

3、煅烧法

二氧化桂在800℃下煅烧12h，其中的无定形结构就会转变为晶体，还有衍射现象产生。由于煅烧时间不长，二氧化硅的矿物相不会破坏。试样煅烧2h二氧化硅的矿物结构基本不变，残碳量随着温度提升而降低，当煅烧温度在700*C残碳量迅速降到0.29%左右，高于此温度后，虽然有所减少，但减少速率很小。

4、湿法提纯

一定量硅微粉样品加水调和成浆液，用盐酸溶液调节酸喊度，搅拌1-2min后静罝使其分离，上层浑浊液收集处理，烘干得到粉末。由于硅微粉中二氧化硅密度与杂质密度有差异，在一定条件下，硅微粉在水中能够很好分散，很容易与杂质分开。这种工艺优点是设备简单，投资小；其缺点是得率低，纯度不高。

在碳化硅的冶炼过程中，原料和生产过程中的--些杂质会进入系统，特别是--些氧化铁和残留的杂质碳影响了硅微粉的应用领域，由此可见研究硅微粉提纯除杂技术的重要性，上述的硅微粉提纯除杂的技术的应用能够大大提高硅微粉加工质量，为企业生产高质量的硅微粉提高技术支持。