微硅粉回收捕集及应用

1、微硅粉回收捕集及应用工业硅及硅铁在高温熔炼的过程中，随废气逸出的粉尘称为硅灰或硅粉，其主要成份是 SiO2，烟气中的SiO2含量约占烟气总量的94%，C、MgO、CaO、Fe2O3的含量分别约占烟尘 总量的3.5%、0.076%、0.33%、0.08%。其颗粒度非常小，平均粒径约为0.3um，故有微 硅粉之称，它能直接通过呼吸进入人体肺泡，对人体健康危害极大。我国目前有上千座硅铁 及工业硅电炉，在生产过程中，年产生的微硅粉约为25万吨。已上环保设备能捕捉到的约 5万吨，其余直接排入大气。目前微硅粉没有确切的定价标准，每吨价格为15003000元， 如果每吨价格按2000元计算，全年直排的微硅粉

2、作为资源利用损失的价值约2亿元。晶峰（桓仁）硅业有限公司有两台6300Kva工业硅矿热炉，年产优质工业硅6000吨，年产生微 硅粉2500吨。但由于烟气除尘净化设备不达标，大量微硅粉随烟气排出，既污染了环境， 也是资源的浪费。所以烟气治理势在必行。回收捕捉微硅粉不仅是一个环境效益和社会效益 的问题，而h且也包含着大量的经济效益和科学技术的价值。下面就微硅粉的回收和应用 进行探讨：一、微硅粉回收捕捉装置的选择由于微硅粉的颗粒度太细小，机械力除尘器.包 括沉浆除尘、惯性除尘以及旋风除尘根本捕捉不到它。水膜除尘捕捉它也很困难。又因为它 的比电阻特别高，若采用常规电除尘装置，将产生反电晕现象，也难于捕

3、集它。若采用国际 先进电除上装置一脉冲电除尘器，从其性能上讲，能够捕集高比电阻粉尘，但其设备投资极 为昂贵，约为常规电除尘器的10倍。目前国内捕捉微硅粉的装置大部分用“大”布袋除尘 器，它之所以在布袋除尘器前头冠一 “大”字，就是由于这种粉尘特性决定的。如果用捕 集一般粉尘的布袋除尘器的经验直接用来捕集微硅粉，可能达不到预期效果。目前美国、前 苏联、挪威等国家也都采用大布袋捕集微硅粉。其优点是除尘效率高，性能稳定可靠，操作 简单。但此法也存在一些问题。（1）工业硅在熔炼过程中，废气温度很高，可达400 600。， 所以必须安装降温装置，否则将烧毁布袋。（2）由于微硅粉颗粒很细，粘性很大，不容易

4、 振打清灰，并容易破袋、掉袋，影响正常生产。如何结合烟气温度高和颗粒度微细且粘的 特点来回收微硅粉是选用“大”布袋除尘器必需考虑的问题。目前晶峰（桓仁）硅业有限 公司采用大布袋除尘法，引进青海山川铸造铁合金集团有限公司矿热炉烟气净化系统技术，采用大布袋反吹风除尘系统对两台6300kva硅矿热炉进行了改进。主要工艺过程为：温度 高达400 一 600C高温烟气由电炉经集气罩进入烟管，经冷却及冷风混合后温度将至230C 以下，进入预处理器进行大颗粒分离，分离后的烟气经过风机进入除尘装置，经除尘装置过 滤后烟气排放，粉尘装袋回收。大布袋除尘装置:无碱玻璃纤维过滤布袋的过滤面积为4000 m2，规格为

5、中300mmX*10，滤袋数528条，处理风量150000Ndm3/h，过滤风速4.5m/min， 主引风机为315kw / h，清灰风机45kw / h，处理后烟气粉尘排放量不超过60mg/Ndm3，回收 SiO2粉尘量可达94%，烟气粉尘达标排放。两台除尘系统投资390万元，项目资金来源由 企业自筹380万元，环保专项资金10万元。年运行费用约需要202.3万元左右。年回收微 硅粉可达2400吨，每吨销价2000I元，年收入480万元，收支相抵年盈余277.7万元，投 资利润率71.2%，投资偿还年限为2年，经济效益十分可观。二、微硅粉的应用微硅粉是 国内外高新技术领域中具有广阔应用前景的

6、优质材料。广泛用于建筑、化工、冶金等行业。 大量微硅粉主要用于水泥或混凝土掺合料，用于改善水泥或混凝土的性能，配制具有超高强 度、耐磨、耐冲刷、耐腐蚀、抗渗透的特种混凝土或复合水泥，用于大型水利、水电、海港 码头、铁路桥梁、高速公路、飞机场跑道、隧道及城市高层建筑等工程。它可以用于油漆、 涂料、树脂及其他高分子材料填充物。用于橡胶可以提高橡胶的延申性、抗撕裂件和抗拉强 度。还可以用于耐火材料和陶瓷制品的生产，有效提高产品的强度和耐久性。早在80年代 的初期；发达国家已成功使用此项技术。其中美国微硅粉年产量达到30万吨，占世界微硅 粉年产量的1/4,其次是前苏联及挪威，微硅粉的年产量分别为15万

7、吨和12万吨。美国于 1980年在得克萨斯商业大楼使用了硅灰混凝土，其强度为100MPa。近年来美国已经配制出 250MPa特高强度混凝土。我国重大水利建筑、桥涵、隧道、文物古迹的修复等的实际应用 也充分证明：在混凝土工程中掺入适量的微硅粉，可以大大提高工程质量。下面就混凝土 工程中掺入适量微硅粉对提高工程质量的作用加以具体说明。1.微硅粉混凝土用在水利水 电厂程上，可以提高工程的抗腐蚀能力微硅粉作为抗腐蚀材料的研究，在我国开始于1985 年。1986年起，南京水科院将其成国用在葛洲坝、大伙房水库、映秀湾水电站等修补和护 面工程中实地推广应用。经过几个汛期的过水考状，效果很好。其抗冲磨能力提高

8、一倍左右，抗48m/s流速级的抗腐蚀能力提高3倍以上。2.微硅粉冰混凝土可以提高抗渗透性能、抗 盐蚀性能，保护钢筋据调查资料表明，下水工程，由于离子渗入混凝土中，引起钢筋快速腐 蚀，混凝土脱层，寿命短，破坏性严重，挪威在1971年将微硅粉用于混凝土中，一方面填 充在水泥颗粒周围，使浆体更为致密；另一方面，它与水泥水化生成的氢氧化钙结合生成水 化硅酸钙凝胶（又称CSH凝胶），这些凝胶堵塞在毛细管中，使毛细管变小而且不连续；大 大提高混凝的密实性，有效地提高了抗氯离子渗入引起电化学破坏的能力，大大增强其抗锈 蚀性能。南京水科院经3年研究，在江苏连云港码头上进行试用，每方混凝土节约水泥 80?100kg，而且施工方便，使用年限延长1.2倍。水下混凝土浇筑一般采用导管法，由于 水中水泥浆的散失，它存在与基层粘结不好，与水接触部分强度降低等问题。在水下混凝土 中掺入硅粉后，能得到明显的改善。2.微硅粉混凝土用在交通公路路面的抢修上，具有极 强的耐磨特性用普通混凝土浇筑道路，需要28天才能正常通车，混凝土公路路面损坏是不 可避免的。用常规的方