1. Thermisch proces voor de productie van elektrisch silicium (smelten in een vlamboogoven)
Scenario: Productie van ferrovanadium met een laag tot gemiddeld vanadiumgehalte (bijv. FeV50), geschikt voor productie op grote schaal.
Grondstoffen:
Vanadiumoxiden (bijvoorbeeld vanadiumpentoxide V₂O₅ of vanadiumslak).
Reductiemiddelen: ferrosilicium (FeSi75), aluminiumkorrels
Flux: kalk (CaO), vloeispaat (CaF₂).
Proces:
Ingrediënten mengen: meng V₂O₅, ferrosilicium, kalk in verhouding (kalk wordt gebruikt voor het slakken).
Reductie in een vlamboogoven:
Verwarming tot 1600 ~ 1750 gradendriefasige elektrische boogoven.
Silicium in ferrosilicium vermindert V₂O₅:
V2O5+5Si→2V+5SiO2
Er wordt een kleine hoeveelheid aluminium toegevoegd om de reductie-efficiëntie te verbeteren, en fluoriet - wordt toegevoegd om de vloeibaarheid van de slak te verbeteren.
Slakken- en goudscheiding: Nadat de reductie is voltooid, zinkt de vanadium-ijzerlegering (hoge dichtheid) naar de bodem van de oven en drijft de silicaatslak (lage dichtheid) omhoog.
Gieten en verpletteren: De vloeibare legering wordt in blokken gegoten en na afkoeling tot klompproducten vermalen.
Kenmerken:
Hoger energieverbruik, maar vanadium kan worden teruggewonnen uit slakken (secundair smelten).
Het product bevat doorgaans 50 tot 60% vanadium (bijvoorbeeld FeV50), met een hoog siliciumgehalte (vereist daaropvolgende desiliconisatie).
2. Thermisch aluminiumproductieproces
Scenario: Productie van ferrovanadium met een hoog vanadiumgehalte (zoals FeV80) of ferrovanadium met een hoge zuiverheid, geschikt voor kleine batches met producten met een hoge toegevoegde waarde.
Grondstoffen:
Vanadiumoxiden (V₂O₅ of V₂O₃).
Reductiemiddel: aluminiumpoeder (Al)
Additieven: ijzervijlsel (om het ijzergehalte in de legering te reguleren), kaliumchloraat (KClO₃, als warmtegenerator)
Proces:
Ingrediënten mengen: Meng V₂O₅, aluminiumpoeder en ijzervijlsel volgens de stoichiometrische verhouding (overtollig aluminium ongeveer 10%~15% om volledig herstel te garanderen).
Calcineringsreactie:
Het mengsel wordt erin geladenmagnesium smeltkroesen wordt ontstoken met een magnesiumstrip om de aluminotherme reactie op gang te brengen:
3V2O5 + 10Al → 6V + 5Al2O3 + grote hoeveelheid warmte (temperatuur tot2000 gradenen meer).
De reactie is krachtig, dus de snelheid moet worden gecontroleerd om spatten te voorkomen.
Sedimentatie en scheiding: Nadat de reactie is voltooid, wordt vloeibaar ferrovanadium op de Al₂O₃-slak aangebracht en na afkoeling wordt de slak gescheiden.
Verfijnen en gieten: Zuurstof wordt doorgelaten om indien nodig aluminium te verwijderen en uiteindelijk worden de blokken gegoten.
Kenmerken:
Er is geen externe warmtebron nodig die gebruik maakt van de warmte die tijdens de reactie wordt gegenereerd, maar wel van de hoge kosten van aluminium.
Het product kan tot 80% vanadium of meer bevatten (bijvoorbeeld FeV80) met kleine hoeveelheden onzuiverheden (Si, C, enz.).