1. Термический процесс производства электрокремния (плавка в электродуговой печи)
Сценарий: Производство феррованадия с низким и средним содержанием ванадия (например, FeV50), пригодного для крупномасштабного производства.
Сырье:
Оксиды ванадия (например, пентоксид ванадия V₂O₅ или ванадиевый шлак).
Восстановители: ферросилиций (FeSi75), алюминиевые гранулы
Флюс: известь (CaO), плавиковый шпат (CaF₂).
Технологический процесс:
Смешивание ингредиентов: смешать V₂O₅, ферросилиций, известь в пропорции (известь используется для шлакования).
Восстановление в электродуговой печи:
Нагрев до 1600~1750°C в трехфазной электродуговой печи.
Кремний в ферросилиции уменьшает V₂O₅:
V2O5+5Si→2V+5SiO2
Небольшое количество алюминия добавляется для повышения эффективности восстановления, а флюорит - для улучшения текучести шлака.
Разделение шлака и золота: После завершения восстановления ванадий-железный сплав (высокой плотности) опускается на дно печи, а силикатный шлак (низкой плотности) всплывает.
Разливка и дробление: жидкий сплав разливается в слитки и после охлаждения дробится на кусковые продукты.
Характеристики:
Более высокое энергопотребление, но ванадий может быть извлечен из шлака (вторичная плавка).
Продукт обычно содержит от 50 до 60 % ванадия (например, FeV50), с высоким содержанием кремния (требуется последующее обескремнивание).
2. Термический процесс производства алюминия
Сценарий: Производство феррованадия с высоким содержанием ванадия (например, FeV80) или феррованадия высокой чистоты, подходит для небольших партий продукции с высокой добавленной стоимостью.
Сырье:
Оксиды ванадия (V₂O₅ или V₂O₃).
Восстановитель: алюминиевая пудра (Al)
Добавки: железные опилки (для регулирования содержания железа в сплаве), хлорат калия (KClO₃, в качестве генератора тепла)
Технологический процесс:
Смешивание ингредиентов: смешать V₂O₅, алюминиевую пудру, железные опилки в соответствии со стехиометрическим соотношением (избыток алюминия около 10%~15% для обеспечения полного восстановления).
Реакция прокаливания:
Смесь загружается в магниевый тигель и поджигается магниевой полосой для начала алюминотермической реакции:
3V2O5 + 10Al → 6V + 5Al2O3 + большое количество тепла (температура до 2000°C и более).
Реакция протекает бурно, поэтому необходимо контролировать скорость во избежание разбрызгивания.
Осаждение и разделение: После завершения реакции жидкий феррованадий наслаивается на Al₂O₃ шлак, и после охлаждения шлак отделяется.
Рафинирование и литье: Кислород пропускается для удаления алюминия, если необходимо, и, наконец, отливаются слитки.
Характеристики:
Нет необходимости во внешнем источнике тепла, используется тепло, выделяемое в ходе реакции, но высокая стоимость алюминия.
Продукт может содержать до 80 % ванадия или более (например, FeV80) с небольшим количеством примесей (Si, C и т. д.).
