微硅粉回收捕集及應用

1、微硅粉回收捕集及應用工業(yè)硅及硅鐵在高溫熔煉的過程中，隨廢氣逸出的粉塵稱為硅灰或硅粉，其主要成份是 SiO2，煙氣中的SiO2含量約占煙氣總量的94%，C、MgO、CaO、Fe2O3的含量分別約占煙塵 總量的3.5%、0.076%、0.33%、0.08%。其顆粒度非常小，平均粒徑約為0.3um，故有微 硅粉之稱，它能直接通過呼吸進入人體肺泡，對人體健康危害極大。我國目前有上千座硅鐵 及工業(yè)硅電爐，在生產過程中，年產生的微硅粉約為25萬噸。已上環(huán)保設備能捕捉到的約 5萬噸，其余直接排入大氣。目前微硅粉沒有確切的定價標準，每噸價格為15003000元， 如果每噸價格按2000元計算，全年直排的微硅粉

2、作為資源利用損失的價值約2億元。晶峰（桓仁）硅業(yè)有限公司有兩臺6300Kva工業(yè)硅礦熱爐，年產優(yōu)質工業(yè)硅6000噸，年產生微 硅粉2500噸。但由于煙氣除塵凈化設備不達標，大量微硅粉隨煙氣排出，既污染了環(huán)境， 也是資源的浪費。所以煙氣治理勢在必行?；厥詹蹲轿⒐璺鄄粌H是一個環(huán)境效益和社會效益 的問題，而h且也包含著大量的經濟效益和科學技術的價值。下面就微硅粉的回收和應用 進行探討：一、微硅粉回收捕捉裝置的選擇由于微硅粉的顆粒度太細小，機械力除塵器.包 括沉漿除塵、慣性除塵以及旋風除塵根本捕捉不到它。水膜除塵捕捉它也很困難。又因為它 的比電阻特別高，若采用常規(guī)電除塵裝置，將產生反電暈現象，也難于捕

3、集它。若采用國際 先進電除上裝置一脈沖電除塵器，從其性能上講，能夠捕集高比電阻粉塵，但其設備投資極 為昂貴，約為常規(guī)電除塵器的10倍。目前國內捕捉微硅粉的裝置大部分用“大”布袋除塵 器，它之所以在布袋除塵器前頭冠一 “大”字，就是由于這種粉塵特性決定的。如果用捕 集一般粉塵的布袋除塵器的經驗直接用來捕集微硅粉，可能達不到預期效果。目前美國、前 蘇聯、挪威等國家也都采用大布袋捕集微硅粉。其優(yōu)點是除塵效率高，性能穩(wěn)定可靠，操作 簡單。但此法也存在一些問題。（1）工業(yè)硅在熔煉過程中，廢氣溫度很高，可達400 600。， 所以必須安裝降溫裝置，否則將燒毀布袋。（2）由于微硅粉顆粒很細，粘性很大，不容易

4、 振打清灰，并容易破袋、掉袋，影響正常生產。如何結合煙氣溫度高和顆粒度微細且粘的 特點來回收微硅粉是選用“大”布袋除塵器必需考慮的問題。目前晶峰（桓仁）硅業(yè)有限 公司采用大布袋除塵法，引進青海山川鑄造鐵合金集團有限公司礦熱爐煙氣凈化系統技術，采用大布袋反吹風除塵系統對兩臺6300kva硅礦熱爐進行了改進。主要工藝過程為：溫度 高達400 一 600C高溫煙氣由電爐經集氣罩進入煙管，經冷卻及冷風混合后溫度將至230C 以下，進入預處理器進行大顆粒分離，分離后的煙氣經過風機進入除塵裝置，經除塵裝置過 濾后煙氣排放，粉塵裝袋回收。大布袋除塵裝置:無堿玻璃纖維過濾布袋的過濾面積為4000 m2，規(guī)格為

5、中300mmX*10，濾袋數528條，處理風量150000Ndm3/h，過濾風速4.5m/min， 主引風機為315kw / h，清灰風機45kw / h，處理后煙氣粉塵排放量不超過60mg/Ndm3，回收 SiO2粉塵量可達94%，煙氣粉塵達標排放。兩臺除塵系統投資390萬元，項目資金來源由 企業(yè)自籌380萬元，環(huán)保專項資金10萬元。年運行費用約需要202.3萬元左右。年回收微 硅粉可達2400噸，每噸銷價2000I元，年收入480萬元，收支相抵年盈余277.7萬元，投 資利潤率71.2%，投資償還年限為2年，經濟效益十分可觀。二、微硅粉的應用微硅粉是 國內外高新技術領域中具有廣闊應用前景的

6、優(yōu)質材料。廣泛用于建筑、化工、冶金等行業(yè)。 大量微硅粉主要用于水泥或混凝土摻合料，用于改善水泥或混凝土的性能，配制具有超高強 度、耐磨、耐沖刷、耐腐蝕、抗?jié)B透的特種混凝土或復合水泥，用于大型水利、水電、海港 碼頭、鐵路橋梁、高速公路、飛機場跑道、隧道及城市高層建筑等工程。它可以用于油漆、 涂料、樹脂及其他高分子材料填充物。用于橡膠可以提高橡膠的延申性、抗撕裂件和抗拉強 度。還可以用于耐火材料和陶瓷制品的生產，有效提高產品的強度和耐久性。早在80年代 的初期；發(fā)達國家已成功使用此項技術。其中美國微硅粉年產量達到30萬噸，占世界微硅 粉年產量的1/4,其次是前蘇聯及挪威，微硅粉的年產量分別為15萬

7、噸和12萬噸。美國于 1980年在得克薩斯商業(yè)大樓使用了硅灰混凝土，其強度為100MPa。近年來美國已經配制出 250MPa特高強度混凝土。我國重大水利建筑、橋涵、隧道、文物古跡的修復等的實際應用 也充分證明：在混凝土工程中摻入適量的微硅粉，可以大大提高工程質量。下面就混凝土 工程中摻入適量微硅粉對提高工程質量的作用加以具體說明。1.微硅粉混凝土用在水利水 電廠程上，可以提高工程的抗腐蝕能力微硅粉作為抗腐蝕材料的研究，在我國開始于1985 年。1986年起，南京水科院將其成國用在葛洲壩、大伙房水庫、映秀灣水電站等修補和護 面工程中實地推廣應用。經過幾個汛期的過水考狀，效果很好。其抗沖磨能力提高

8、一倍左右，抗48m/s流速級的抗腐蝕能力提高3倍以上。2.微硅粉冰混凝土可以提高抗?jié)B透性能、抗 鹽蝕性能，保護鋼筋據調查資料表明，下水工程，由于離子滲入混凝土中，引起鋼筋快速腐 蝕，混凝土脫層，壽命短，破壞性嚴重，挪威在1971年將微硅粉用于混凝土中，一方面填 充在水泥顆粒周圍，使?jié){體更為致密；另一方面，它與水泥水化生成的氫氧化鈣結合生成水 化硅酸鈣凝膠（又稱CSH凝膠），這些凝膠堵塞在毛細管中，使毛細管變小而且不連續(xù)；大 大提高混凝的密實性，有效地提高了抗氯離子滲入引起電化學破壞的能力，大大增強其抗銹 蝕性能。南京水科院經3年研究，在江蘇連云港碼頭上進行試用，每方混凝土節(jié)約水泥 80?100kg，而且施工方便，使用年限延長1.2倍。水下混凝土澆筑一般采用導管法，由于 水中水泥漿的散失，它存在與基層粘結不好，與水接觸部分強度降低等問題。在水下混凝土 中摻入硅粉后，能得到明顯的改善。2.微硅粉混凝土用在交通公路路面的搶修上，具有極 強的耐磨特性用普通混凝土澆筑道路，需要28天才能正常通車，混凝土公路路面損壞是不 可避免的。用常規(guī)的方