CC BY
215
УДК 552.08:539.16:552.574(574) © А.А. Сафонов, А.Д. Маусымбаева, В.С. Портнов, В.И. Парафилов, С.В. Коробко, 2019
Анализ возможного использования углей месторождения Шубарколь при выплавке технического кремния
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-2-68-72
САФОНОВ Андрей Александрович
Президент АО «Шубарколь комир», 100014, г. Караганда, Республика Казахстан
МАУСЫМБАЕВА Алия Думановна
Канд. техн. наук, докторант КарГТУ,
100027, г. Караганда, Республика Казахстан, e-mail: aliya_maussym@mail.ru
ПОРТНОВ Василий Сергеевич
Заведующий кафедрой
геологии и разведки МПИ КарГТУ,
100027, г. Караганда, Республика Казахстан
ПАРАФИЛОВ Владимир Иванович
Советник президента АО «Шубарколь комир», 100014, г. Караганда, Республика Казахстан
КОРОБКО Сергей Владимирович
Заместитель генерального директора по производству ТОО «Tau-Ken Temir», 100027, г. Караганда, Республика Казахстан
Производство технического кремния на заводе ТОО «TauKen Temir» (ТКТ) в г. Караганде (Казахстан) осуществляется путем карботермического восстановления кремния из кварца в дуговых руднотермических печах открытого типа полной мощностью 30МВА с последующим рафинированием расплава кислородом воздуха в ковшах. Кремний производят в соответствии с требованиями стандарта организации, по технологическому регламенту предприятия [1]. Химический состав кремния должен соответствовать установленным требованиям стандарта по содержанию кремния более 99,7% и примесей Fe, Al, Ca, Ti, P. Технический кремний применяется для производства кремнийсодержащих сплавов, кремнийорганической продукции, полупроводникового кремния, также для других специальных целей. Целью работы является изучение закономерности распределения оксидов элементов примесей в углях месторождения Шубарколь как одного из влияющих факторов, определяющих использование углей при электротермическом получении технического кремния.
Ключевые слова: технический кремний, кремнийсодер-жащие сплавы, углесодержащий восстановитель, электрическое сопротивление, зольность, мацеральный состав, свиты, горизонты, малые элементы, возраст, метаморфизм, кокс.
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
Для выплавки кремния в дуговых руднотермических печах (РТП) используют шихту, в состав которой входят рудная масса, состоящая в основном из кварца или кварцита, и комбинация углеродистых восстановителей, включающая: древесный уголь, каменный уголь (марки Д), древесную щепу, каменноугольный полукокс (спецкокс), нефтяной кокс.
Углеродистые материалы, применяемые при карботер-мической плавке кремния, должны иметь малую зольность, низкое содержание летучих веществ, высокую реакционную способность (РС), достаточную механическую прочность и высокое электрическое сопротивление. Качество получаемого по основной реакции SiO2 + 2С = Si + 2СО технического кремния в первую очередь зависит от химического состава используемых шихтовых материалов и технологических условий процесса карботермиче-ской плавки [2, 3, 4]. В качестве восстановителя используют углерод, обладающий большим химическим сродством к кислороду при высоких температурах по сравнению с кремнием.
К основным технологическим факторам [4], определяющим первоочередные требования к углеродистому восстановителю, относятся:
- термическая стойкость с сохранением технологических характеристик при температуре плавки, превышающей 2500°С;
- высокая РС для быстрого и полного восстановления кремнезема ^Ю2) и моноокиси кремния до кремния, определяющая степень извлечения последнего в товарный продукт;
- минимальное содержание примесей, регламентируемых ГОСТ 2169-69 (оксиды Ре, А1, Са, "П, Р) и техническими условиями на качество продукта;
- низкая дефицитность и стоимость восстановителя.
Каменные угли высокой степени метаморфизма, большинства месторождений из-за наличия в них высокого содержания золы (более 10%), низкой реакционной способности (РС), низкой пористости и структурной прочно-
сти при производстве кремния в руднотермических печах не применяются.
Углеродистые материалы с низкой зольностью, такие как древесные, длиннопламенные каменные угли (марки Д, Г, ДГ), нефтяной кокс, торфяные брикеты и торфяной кокс, полукокс, различаются по зольности и содержанию оксидов элементов, переходящих в металл в виде примесей, удельному электрическому сопротивлению (УЭС), структурной прочности, содержанию углерода (Ств) и другим характеристикам.
Длиннопламенные каменные угли низкой стадии метаморфизма, бурые угли с низкой зольностью используются для выплавки кремния в смеси с другими восстановителями, характеризующимися повышенным содержанием летучего углерода [4, 5]. Древесный уголь (береза, бук и др.) обладает оптимальными характеристиками для этих целей - высокая РС и УЭС (в 10 раз больше, чем каменноугольные коксы), высокое Ств >78%. Чем больше в шихте древесного угля, тем, при одинаковом соотношении кремнезема и углерода, выше электрическое сопротивление шихты, состоящей из кремнийсодержа-щей руды и углеродистых восстановителей, тем меньше удельный расход электроэнергии на единицу получаемой продукции.
К недостаткам древесного угля относятся его высокая стоимость, невысокая механическая прочность (при перевалке, транспортировке и в процессе подготовки шихты образуется до 50% мелочи), способность самовозгораться, а также и резкие колебания содержания в них золы и влаги.
В работе [6] приведены результаты исследований группы углеродистых материалов с оценкой возможности их использования в качестве альтернативы древесному углю.
Каменные угли низкой степени метаморфизма, ввиду их большого разнообразия по качеству и составу золы, требуют изучения физико-механических свойств и их влияния на условия и показатели восстановительной плавки.
Каменный уголь Шубаркольского месторождения отличает низкая (в среднем 2,5-2,7%), но нестабильная зольность. Интервал колебания золы по отдельным пробам составляет от 1,7% до 4,1%. Высокое содержание летучих веществ не позволяет достичь содержания фиксированного (С ) углерода выше 54%. В то же время его удель-
ное электрическое сопротивление и реакционная способность достаточно высоки. Недостатками угля Шубаркольского месторождения являются сравнительно невысокие структурная прочность (65,1%) и термическая стойкость (76,4%).
В практике рудотермического способа получения кремния и алюминия используют колумбийский уголь [3, 6]. Сравнение колумбийских и шубаркольских углей приведены в таблице.
Каменный уголь из Колумбии, поставляемый компанией Thyssen Krupp, характеризуются низкой зольностью на уровне 1% и большим выходом летучих веществ (40,1%). В соответствии с такими показателями содержание фиксированного (твердого) углерода составляет 59,3%. Этот уголь характеризуется высокой структурной прочностью и термической стойкостью, но имеет невысокую реакционную способность 1,01-1,09 см3/г-с., которая в четыре раза ниже Шубаркольских углей.
Шубаркольские угли имеют несколько повышенную зольность и выход летучих, и, как уже отмечалось, более низкое содержание углерода, однако более высокая реакционная способность значительно повышает эффективность восстановления кремния. Также шубаркольский уголь отличается от колумбийского более низкими содержаниями Fe2O3 и B. Содержания оксидов AI, Са, Ti, а также S близки.
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
УГЛЕЙ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ШУБАРКОЛЬ
Малая зольность длиннопламенных углей Шубаркольского месторождения, возможность добычи открытым способом, большая мощность пластов, низкое содержание серы, бора и фосфора, близость месторождения к предприятию ТОО «Tau-Ken Temir» являются основанием для их использования в качестве углеродистого восстановителя, обеспечивающего эффективность технологического процесса получения металла высокого качества в соответствии со стандартом предприятия [1].
Рассмотрим закономерность распределения оксидов железа в углях месторождения Шубарколь как один из важных факторов, определяющих их использование в качестве углеродистого восстановителя при электротермическом получении кремния. Оксиды железа входят в со-
Сравнительная таблица характеристик каменных углей
Показатели Колумбийский уголь (Thyssen Krupp) Шубаркольский уголь
I Среднее содержание 1
Класс крупности, мм 10-30 10-50
Влажность, % 11,2 12,6
Зольность, % 1,0 2,68
Летучие, % 40,1 44,1
Общая сера, % 0,4 0,4
Содержание углерода С , % 59,3 53,21
Реакционная способность по СО2 при 1000°С, Шсо2) см3/г-с 1,01 4,44
Состав золы: Ре203 11,2 6,61
А'2°3 30,23 30,1
СаО 3,64 3,95
тю2 0,83 0,79
В 0,35 0,06
став неорганическом части минерального состава углей, это пирит, гематит, гётит, лимонит и другие редко встречающиеся минералы железа.
Содержание в рядовых углях сульфидов железа, которые также оказывают влияние на качество шихты и кремния, колеблется от 0,1 до 0,5%, а в обогащенных углях (концентрат плотностью не менее 0,4 г/см3) - от 0,1-0,3%.
Корреляция между содержанием Fe2O3 и зольностью углей не установлена Институтом органического синтеза и углехимии АН КазССР. Отсутствует корреляция между содержанием Fe2O3 и SiO2, CaO, MgO в пределах изменения содержаний оксидов соответственно в пределах: 36-64 (SiO2)%, 0,5-5,5 (CaO)% и 0,9-5 (MgO)% в диапазоне изменения содержания Fe2O3 в пределах от 2 до 18% [8].
Для формирования партии шубаркольских углей, направляемой в адрес ТОО «Tau-Ken Temir», разработан и внедрен экспресс-метод определения с достаточной точностью содержания оксидов железа в углях на основе измерения их магнитных свойств [9].
Среднее содержание Fe2O3 в составе золы рядовых углей Среднего горизонта месторождения составляет 2,87% при средней зольности Ad = 18,7%, оно несколько выше в золе углей Верхнего горизонта - 7,11%, при Ad = 9,96%, а среднее содержание Fe2O3 в золе Нижнего горизонта равно 10,07% при Ad = 15,3%. В угольном концентрате плотностью не менее 1,4 г/см3 содержание зол ы значительно снижается соответственно для Верхнего, Среднего и Нижнего горизонтов - 2,9; 5,7; 6,5%. При некотором росте средних значений Fe2O3 для этих горизонтов - 7,79; 3,54; 20,95%. Такая же закономерность отмечается для CaO, MgO, TiO2, SO3. Уменьшение зольности в концентрате шубаркольских углей в основном связано со снижением средних значений в составе золы SiO2 и Al2O3.
Сравнивая содержание оксида железа каменных углей Колумбии и месторождения Шубарколь, а также результаты средних содержаний оксидов в рядовом угле и концентрате, можно сделать вывод о том, что зольность Шубаркольских углей обусловлена в основном алюмосиликат-ными окислами (SiO2 и Al2O3), содержащимися в глинистых прослойках углей. Причем зольность колумбийских углей более чем в два раза меньше зольности шубаркольских, но они вносят минимальное и почти одинаковое количество оксидов железа на 100 кг углерода - 0,189-0,251 кг (колумбийские угли) и 0,289-0,33 кг (шубаркольские). Шу-баркольская зола содержит значительно меньше оксидов железа, чем золы колумбийских углей. Количество железа, вносимого продуктами пиролиза шубаркольских углей, пропорционально содержанию золы.
Другие оксиды элементов Al, Ca, Mg, Ti, Na оказывают влияние на качество шихты и входят как примеси в конечный продукт - технический кремний.
Повышенное содержание оксида алюминия обусловлено прослоями глинистых сланцев, глин в угольном пласте и, при формировании партии углеродистого восстановителя, попадает в состав шихты. Все это приводит к увеличению потребления электроэнергии. Та к, на восстановление 0,1% алюминия из глинозема, попавшего в шихту как минеральная примесь, требуется увеличение электроэнергии на 28% по сравнению с кремнием [4, 5, 6]. Шубаркольские угли содержат 25,1 - 30,1% оксида алюминия в золе, при этом количество оксида алюминия на 100 кг угле-
рода соответствует количеству золы от 1,16 до 1,52 кг, что выше по сравнению с колумбийскими углями, в которых при содержании Al2O3 в золе более 30% содержание оксида алюминия на 100 кг углерода в два раза меньше шубаркольских углей (0,62%) [6].
В колумбийских и шубаркольских каменных углях содержание оксида кальция в золах восстановителей низкое и изменяется от 3,42% до 3,95%, при этом количество оксида на 100 кг углерода меняется от 0,061 до 0,199 кг.
При этом отмечается относительно низкое среднее содержание бора (0,06%, см. табл.) в золе шубаркольских углей и продуктах их переработки. В колумбийских углях его содержание несколько выше (0,35%), но из-за низкой их зольности количество бора на 100 кг углерода сопоставимо с шубаркольскими углями (0,0037-0,0059 кг) [6].
Для рядовых углей Верхнего горизонта Шубаркольско-го месторождения установлена обратная пропорциональная гиперболическая закономерность изменения Fe2O3, Al2O3, CaO, MgO, Na2O3 от зольности (Ad, %). Согласно этим закономерностям, при Ad=10% содержания оксидов в золах углей Верхнего горизонта имеют средние значения: SiO2 - 60%, Fe2O3 - 9%, Al2O3 - 24%, CaO - 2%, MgO - 1,9%, Na2O3 - 0,9%.
Зольность угольной массы Шубаркольских углей невысокая, ее среднее значение изменяется в пределах 1,2-2,01%, а в отдельных пластопересечениях - 1,7-31%. Колебание зольности отдельных угольных пачек не превышает 3%. Зольность рядового угля обусловлена попаданием в угольную массу породных прослоев при отработке месторождения и в зависимости от степени засоренности изменяется в значительных пределах от 6,9 до 26,6%. Например, на Западном участке разреза - от 5 до 20%, на Центральном - от 6,9 до 21%. Отмечается некоторое увеличение зольности пластов в южном направлении, что хорошо согласуется с направлением увеличения интенсивности расщепления угольных горизонтов [8].
Количество железа, вносимого продуктами пиролиза шубаркольских углей, пропорционально содержанию золы. Количество оксида кальция в продуктах пиролиза углей пропорционально количеству золы и составляет 0,414-0,592 кг на 100 кг углерода, такая же закономерность характерна для оксида алюминия - 1,67 - 2,61 кг на 100 кг углерода материала [6].
Органические соединения серы, содержащиеся в летучих восстановителях, на ранней стадии нагрева шихты удаляются в виде H2S и COS. Пиритная сера (FeS2) при температуре 7000°С разлагается по реакции:
FeS2 = FeS + 0,5S2.
Внесенная с шихтой сера удаляется полностью отходящими газами.
Фосфор поступает в шихту в виде органических соединений и как частицы апатита. Количество фосфора, входящего в расплав кремния, колеблется в пределах 0,013 -0,030 и наряду с другими элементами (Fe, Al, Ca, Ti) определяет его марку.
Увеличение содержания в шихте Al2O3, MgO и CaO приводит к увеличению количества шлака при выплавке кремния. Значительная часть примесей вносится в расплав рудной частью шихты, в среднем это составляет: 60% - Al, 55% -Fe и 9% - Са [7]. Для уменьшения влияния примесей на качество кремния руду промывают в моечном барабане.
Окислительное рафинирование в ТОО «Tau-Ken Temir» осуществляется продувкой расплава воздухом в ковше емкостью 2 м3 и вместимостью до 5 т расплава.
Оксиды, поступающие в составе шихты, восстанавливаются, а часть их переходит в шлак, так, соответственно в %: SiO2 (98 и 2), Fe2O3 (99 и 1), CaO, Na2O (60 и 40), Al2O3 (80 и 20), Р205 (100 и 0), MgO (30 и 70), TiO2 (80 и 20), SiO,. и P2O5 (100 и 0). Восстановленные элементы под действием высокотемпературной дуги РТП переходят в расплав, а часть улетучивается газами, в %: Si (70 и 30), Fe (99 и 1), Ca (70 и 30), Al (85 и 15), Na, Р (50 и 50), Mg (60 и 40), Ti (95 и 5), S (0 и 100).
Данное распределение основных элементов между продуктами плавки используется при расчете химического состава расплава кремния, а с учетом продувки при рафинировании в ковшах дает возможность планировать марку кремния.
Пригодность Шубаркольских углей в качестве углеродистого восстановителя при плавке кремния, определяется совокупностью требований, которые дают возможность его получения из кремнезема требуемого количества и качества, это: низкое содержание золы, высокая реакционная способность и электрическое сопротивление, термическая стойкость, структурная прочность, пористость, удельная поверхность, низкая дефицитность и стоимость.
Для определения коэффициента структурной прочности углей (KSl) использовано отношение оптических поглощений инфракрасной спектроскопии. Величина KSl отражает отношение количества алифатических углеводородных связей к сумме количества ароматических углеводородных связей, исключая связи кислородосодержа-щих групп [4].
Коэффициент структурной прочности линейно зависит от размолоспособности углей по Хардгрову (HGI) и имеет высокую корреляционную связь (93%) в диапазоне изменения HGI от 40 до 90 ед. и KSl от 0,4 до 25 отн. ед. Для углей месторождения Шубарколь структурная прочность (Пс) 65,1% в сравнении с колумбийским углем ниже. Для углей Верхнего горизонта Шубаркольского месторождения установлена зависимость коэффициента размолоспособности (GVT) угля от зольности:
GVT. = 1,15 + 0,0106 Ad , %, при r = 0,92, Sy= f(x) = ± 0,05.
Используя материалы, приведенные в работе [4], установлена прямая зависимость удельной поверхности (Sy м2/г) от реакционной способности (РС, мл/г-с) Шубаркольских углей:
S = 24,4 PC м2/г, при r = 0,87 S = ± 8,2.
y 1 yX
Установлена обратная закономерность изменения РС углей от их истинной плотности (s, г/см3) в пределах ее изменения от 1 до 2,26 г/см3 (графит), определяемая уравнением:
РС = 40-20 ст, мл/г-с при r = 0,61 Syx= ± 1,5.
Полученные закономерности свидетельствуют о том, что РС зависит от удельной поверхности восстановителя, теснота этой зависимости определяется температурой реагирования, а также типом восстановителя.
Рядом исследователей [2,3] отмечен параллелизм между РС углеродистых восстановителей по диоксиду углерода и кремнезему. Из широкоиспользуемых углеродистых восстановителей нефтяной кокс имеет наиболее низкую РС = 0,36 мл/г-с при высоком содержании углерода 91,8%.
Установлено, что содержание в углеродистых восстановителях Са и Fe повышает их РС, а кремнезем и глинозем понижают ее, это вызывает необходимость отсеивать мелкую фракцию, в которой сконцентрировано основное количество примесей.
Увеличение пористости углеродистых восстановителей приводит к росту их реакционной способности (РС), РС тесно связана с УЭС, которое в свою очередь определяется размером кристаллов углерода.
Углеродистые материалы с высокодисперсной кристаллизацией обладают повышенной поверхностной энергией [2, 4].
Оценка возможности использования угля Центрального и Западного участков месторождения Шубарколь для получения кристаллического кремния, вместо колумбийского, проводилась по двум основным показателям: зольность угольных пачек и содержание оксида железа в золе. За критерий оценки было принято содержание оксида железа в золе угля до 1,5 кг/т.
Определение химического состава золы производилось в ТОО «Центргеоланалит» (г. Караганда), 19 проб, и в ТОО «НИЦ «Уголь» (г. Караганда), 37 проб, которые были отобраны от угольных пачек бороздовым опробованием согласно ГОСТ 9815-75, ГОСТ ИСО 14180-2014 и с железнодорожных вагонов согласно ГОСТ 10742-71. По результатам исследования установлено: по Западному участку по четырем угольным пачкам содержание оксида железа в угле составляет до 1,5 кг/т; по Центральному участку по пяти угольным пачкам содержание оксида железа в угле составляет до 1,5 кг/т, что дает возможность формировать партии углей в соответствии с техническими условиями предприятия ТОО «Tau-Ken Temir».
ВЫВОДЫ
По зольности углей, колеблющейся от 1,5% до 4%, и содержанию оксида железа от 0,9 до 1,5 кг/т шубаркольские угли могут быть использованы при получении кремния как заменитель колумбийских.
По реакционной способности шубаркольские угли превосходят по качеству колумбийские угли, что повышает эффективность восстановительного процесса.
По результатам первичного опробования определено, что протяженность пластов в районах, где содержание оксида железа находится в требуемых пределах, по Западному участку составляет около 500 м (40% от протяженности ведения добычных работ), по Центральному участку около 1100 м (20% от протяженности ведения добычных работ). Однако полученные данные нуждаются в дальнейших исследованиях по уточнению распределения железа по месторождению.
Для планирования работ по добыче углей, используемых в качестве углеродистого восстановителя, разработаны и внедрены методика, аппаратура для определения содержания оксида железа в угле в установленных пределах с требуемой точностью, для формирования качественной (по оксиду железа и зольности) партии углей в соответствии с техническими условиями потребителя.
Для оптимизации ведения горных работ по формированию угольной массы, удовлетворяющей требованиям потребителя, разрабатывается 30-модель месторождения «Шубарколь» с выделением участков угольного мас-
сива, соответствующих техническим условиям на каменный уголь, используемый при выплавке кремния.
Необходима доработка горнодобывающих операций по уменьшению и стабилизации зольности угля, отгружаемого в качестве восстановителя на выплавку кристаллического кремния.
Список литературы
1. Кремний технический рафинированный. Технические условия СТ ТОО 13124001446-001-2016. ТОО «TauKen Temir».
2. Гасик М.И., Гасик М.М. Электротермия кремния. Днепропетровск: Национальная металлургическая академия Украины, 2011. 487 с.
3. Производство кремния / А.Р. Школьников и др. СПб.: МАНЭБ, 2001. 269 с.
4. Технология выплавки технологического кремния / С.В. Архипов, А.А. Тупицын, О.М. Катков и др. Под. ред. О.М. Каткова. Иркутск: Кремний, 1999. 244 с.
5. Попов С.И. Металлургия кремния в трехфазных руднотермических печах. Иркутск, 2004. 237 с.
6 Исследования химической активности углеродистых восстановителей применительно к производству кремния / Д.К. Ёлкин, В.М. Страхов, К.С. Ёлкин, А.Е. Черевк [Электронный ресурс]. URL: https://www.metalbulletin.ru/a/229.
7. Немчинова Н.В. Изучение характеристик рафинированного кристаллизационными методами металлургического кремния // Вестник ИрГТУ. 2010. № 3 (43). С. 96-103.
8. Отчет о детальной разведке Шубаркольского месторождения / Е.Т. Педаш, Н.А. Ко, О.А. Бойцова и др. Ч.1. Караганда: ЦКПГО, 1987.
9 Экспресс-метод определения содержания диоксида железа в угле на основе измерения магнитных свойств / А.А. Сафонов, В.С. Портнов, Р.У. Парафилова, А.Д. Маусым-баева // Уголь. 2018. № 3. С. 75-77. URL: http://www.ugolinfo. ru/Free/032018.pdf (дата обращения 15.01.2019).
COAL QUALITY
UDC 552.08:539.16:552.574(574) © A.A. Safonov, A.D. Mausymbaeva, V.S. Portnov, V.I. Parafilov, S.V. Korobko, 2019 ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2019, № 2, pp. 68-72
Title
ANALYSIS OF POTENTIAL USE OF COAL FROM THE SHUBARKOL DEPOSIT IN TECHNICAL SILICON SMELTING
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-2-68-72
Authors
Safonov A.A.', Mausymbaeva A.D.2, Portnov V.S.2, Parafilov V.I.1, Korobko S.V.3
1 "Shubarkol komir" JSC, Karaganda, 100014, Republic of Kazakhstan
2 Karaganda State Technical University (KarSTU), Karaganda, 100027, Republic of Kazakhstan
3 "Tau-Ken Temir" LLP, Karaganda, 100027, Republic of Kazakhstan
Authors' Information
Safonov A.A., Mining Engineer, President
Mausymbaeva A.D., PhD (Engineering), Doctoral Candidate,
e-mail: aliya_maussym@mail.ru
Portnov V.S., Doctor of Engineering Sciences, Professor, Head of department
Parafilov V.I., Adviser to president
Korobko S.V., Deputy General Director for production
Abstract
Production of technical silicon at the "Tau-Ken Temir" LLP (TKT) plant in Karaganda (Kazakhstan) is made by carbothermic reduction of silicon from quartz in open-arc ore-thermal furnaces of 30MVA gross power, followed by melt refining with atmospheric oxygen in ladles. Silicon is produced in accordance with the requirements of the organization standard, per plant technological regulations [1]. The chemical composition of silicon must comply with the established requirements of the standard, i.e. silicon content of no less than 99.7% and the balance of Fe, Al, Ca, Ti, P impurities. Technical silicon is used for production of silicon-containing alloys, silicone products, semiconductor silicon, as well as for other special applications.
The purpose of the paper is to study the impurity elements' oxides distribution patterns in the Shubarkol coal, as one of the key determinants of the use of this coal in the electrothermal production of technical silicon.
Keywords
Technical silicon, Silicon-containing alloys, Carbonaceous reducing agent, Electrical resistance, Ash content, Maceral composition, Suites, Horizons, Small elements, Age, Metamorphism, Coke.
References
1. Kremniy tekhnicheskiy rafinirovannyy. Tekhnicheskie usloviya ST TOO 13124001446-001-2016 [Refined technical silicon. Specifications ST LLP 13124001446-001-2016]. "Tau-Ken Temir" LLP
2. Gasik M.I. & Gasik M.M. Elektrotermiya kremniya [Electrothermal silicon technology]. Dnepropetrovsk, National Metallurgical Academy of Ukraine, 2011, 487 p.
3. Shkolnikov A.R. et al. Proizvodstvo kremniya [Silicon production]. St.Petersburg, International Academy of Ecology and Life Protection Sciences (MANEB), 2001, 269 p.
4. Arhipov S.V., Tupitsyn A.A., Katkov O.M. et al. Tekhnologiya vyplavki tekhno-logicheskogokremniya [Technology of smelting technological silicon]. Under the editorship of O.M. Katkov. Irkutsk, Kremniy Publ., 1999, 244 p.
5. Popov S.I. Metallurgiya kremniya v trekhfaznyh rudnotermicheskih pechah [Metallurgy of silicon in three-phase ore-smelting furnaces]. Irkutsk, 2004, 237 p.
6. Elkin D.K., Strahov V.M., Elkin K.S. & Cherevk A.E. Issledovaniya himicheskoy aktivnosti uglerodistyh vosstanoviteley primenitelno k proizvodstvu kremniya [Research of carbonaceous reducing agents' chemical activity as applied to silicon production]. [Electronic resource]. Available at: https://www.metalbul-letin.ru/a/229 (accessed 15.01.2019).
7. Nemchinova N.V. Izuchenie harakteristik rafinirovannogo kristallizatsion-nymi metodami metallurgicheskogo kremniya [Study of characteristics of metallurgical silicon refined by solidification methods]. Vestnik IrGTU - Bulletin of Irkutsk STU, 2010, No. 3(43), pp. 96-103.
8. Pedash E.T., Ko N.A., Boytsova O.A. et al. Otchet o detalnoy razvedke Shu-barkolskogo mestorozhdeniya [Report on detailed exploration of the Shubarkol coal deposit]. Part 1. Karaganda, TsKPGO, 1987.
9. Safonov A.A., Portnov V.S., Parafilova R.U. & Mausymbaeva A.D. Ehkspress-metod opredeleniya soderzhaniya dioksida zheleza v ugle na osnove izme-reniya magnitnyh svojstv [Express method determination of the iron dioxide content in the coal based on the measurement of magnetic properties]. Ugol' - Russian Coal Journal, 2018, № 3, pp. 75-77. Available at: http://www. ugolinfo.ru/Free/032018.pdf (accessed 15.01.2019).
