微硅粉回收捕集及應(yīng)用

1、微硅粉回收捕集及應(yīng)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(jìn)入人體肺泡，對(duì)人體健康危害極大。我國(guó)目前有上千座硅鐵 及工業(yè)硅電爐，在生產(chǎn)過程中，年產(chǎn)生的微硅粉約為25萬噸。已上環(huán)保設(shè)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(jià)標(biāo)準(zhǔn)，每噸價(jià)格為15003000元， 如果每噸價(jià)格按2000元計(jì)算，全年直排的微硅粉

2、作為資源利用損失的價(jià)值約2億元。晶峰（桓仁）硅業(yè)有限公司有兩臺(tái)6300Kva工業(yè)硅礦熱爐，年產(chǎn)優(yōu)質(zhì)工業(yè)硅6000噸，年產(chǎn)生微 硅粉2500噸。但由于煙氣除塵凈化設(shè)備不達(dá)標(biāo)，大量微硅粉隨煙氣排出，既污染了環(huán)境， 也是資源的浪費(fèi)。所以煙氣治理勢(shì)在必行?；厥詹蹲轿⒐璺鄄粌H是一個(gè)環(huán)境效益和社會(huì)效益 的問題，而h且也包含著大量的經(jīng)濟(jì)效益和科學(xué)技術(shù)的價(jià)值。下面就微硅粉的回收和應(yīng)用 進(jìn)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(xì)小，機(jī)械力除塵器.包 括沉漿除塵、慣性除塵以及旋風(fēng)除塵根本捕捉不到它。水膜除塵捕捉它也很困難。又因?yàn)樗?的比電阻特別高，若采用常規(guī)電除塵裝置，將產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象，也難于捕

3、集它。若采用國(guó)際 先進(jìn)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(shè)備投資極 為昂貴，約為常規(guī)電除塵器的10倍。目前國(guó)內(nèi)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(jīng)驗(yàn)直接用來捕集微硅粉，可能達(dá)不到預(yù)期效果。目前美國(guó)、前 蘇聯(lián)、挪威等國(guó)家也都采用大布袋捕集微硅粉。其優(yōu)點(diǎn)是除塵效率高，性能穩(wěn)定可靠，操作 簡(jiǎn)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(dá)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(xì)，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(chǎn)。如何結(jié)合煙氣溫度高和顆粒度微細(xì)且粘的 特點(diǎn)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(jìn)青海山川鑄造鐵合金集團(tuán)有限公司礦熱爐煙氣凈化系統(tǒng)技術(shù)，采用大布袋反吹風(fēng)除塵系統(tǒng)對(duì)兩臺(tái)6300kva硅礦熱爐進(jìn)行了改進(jìn)。主要工藝過程為：溫度 高達(dá)400 一 600C高溫?zé)煔庥呻姞t經(jīng)集氣罩進(jìn)入煙管，經(jīng)冷卻及冷風(fēng)混合后溫度將至230C 以下，進(jìn)入預(yù)處理器進(jìn)行大顆粒分離，分離后的煙氣經(jīng)過風(fēng)機(jī)進(jìn)入除塵裝置，經(jīng)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(shù)528條，處理風(fēng)量150000Ndm3/h，過濾風(fēng)速4.5m/min， 主引風(fēng)機(jī)為315kw / h，清灰風(fēng)機(jī)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(dá)94%，煙氣粉塵達(dá)標(biāo)排放。兩臺(tái)除塵系統(tǒng)投資390萬元，項(xiàng)目資金來源由 企業(yè)自籌380萬元，環(huán)保專項(xiàng)資金10萬元。年運(yùn)行費(fèi)用約需要202.3萬元左右。年回收微 硅粉可達(dá)2400噸，每噸銷價(jià)2000I元，年收入480萬元，收支相抵年盈余277.7萬元，投 資利潤(rùn)率71.2%，投資償還年限為2年，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。二、微硅粉的應(yīng)用微硅粉是 國(guó)內(nèi)外高新技術(shù)領(lǐng)域中具有廣闊應(yīng)用前景的

6、優(yōu)質(zhì)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(qiáng) 度、耐磨、耐沖刷、耐腐蝕、抗?jié)B透的特種混凝土或復(fù)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(jī)場(chǎng)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(qiáng) 度。還可以用于耐火材料和陶瓷制品的生產(chǎn)，有效提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和耐久性。早在80年代 的初期；發(fā)達(dá)國(guó)家已成功使用此項(xiàng)技術(shù)。其中美國(guó)微硅粉年產(chǎn)量達(dá)到30萬噸，占世界微硅 粉年產(chǎn)量的1/4,其次是前蘇聯(lián)及挪威，微硅粉的年產(chǎn)量分別為15萬

7、噸和12萬噸。美國(guó)于 1980年在得克薩斯商業(yè)大樓使用了硅灰混凝土，其強(qiáng)度為100MPa。近年來美國(guó)已經(jīng)配制出 250MPa特高強(qiáng)度混凝土。我國(guó)重大水利建筑、橋涵、隧道、文物古跡的修復(fù)等的實(shí)際應(yīng)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(zhì)量。下面就混凝土 工程中摻入適量微硅粉對(duì)提高工程質(zhì)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(guó)開始于1985 年。1986年起，南京水科院將其成國(guó)用在葛洲壩、大伙房水庫(kù)、映秀灣水電站等修補(bǔ)和護(hù) 面工程中實(shí)地推廣應(yīng)用。經(jīng)過幾個(gè)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(jí)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(hù)鋼筋據(jù)調(diào)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(yán)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(jié)合生成水 化硅酸鈣凝膠（又稱CSH凝膠），這些凝膠堵塞在毛細(xì)管中，使毛細(xì)管變小而且不連續(xù)；大 大提高混凝的密實(shí)性，有效地提高了抗氯離子滲入引起電化學(xué)破壞的能力，大大增強(qiáng)其抗銹 蝕性能。南京水科院經(jīng)3年研究，在江蘇連云港碼頭上進(jìn)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(zhǎng)1.2倍。水下混凝土澆筑一般采用導(dǎo)管法，由于 水中水泥漿的散失，它存在與基層粘結(jié)不好，與水接觸部分強(qiáng)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(qiáng)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