Kā tiek ražots ferro vanādijs?

Kā tiek ražots ferro vanādijs?

Ferrovanadium ražošana ietver vanādija iegūšanu no rūdām un leģēt ar dzelzi, dominējot divas primārās metodes:Alumīnotermiskā samazināšana(Augstas tīrības gadījumā fev) unKarbotermiskā samazināšana(Rentablām pakāpēm).

1. Aluminotermiskā reducēšana (termīta process):

Šī metode rada augstas tīrības pakāpi FEV (40–55% V), izmantojot alumīniju kā reducējošu līdzekli, kas ir ideāli piemērots aviācijas un aizsardzības lietojumprogrammām.

•Izejvielu sagatavošana: Vanādija pentoksīda (v₂o₅) sajauc ar alumīnija pulveri (Al) un plūsmu (piemēram, kalcija fluorīds, CAF₂), lai pazeminātu kausēšanas punktus un veidotu izdedžus. Lai pielāgotu Fe: V attiecību, var pievienot dzelzs lūžņus vai dzelzs oksīdu.

•Reducēšanas reakcija: Maisījums ir aizdedzināts ar ugunsizturīgi izklātu tīģeli. Alumīnijs samazina vanādija oksīdu eksotermiski:

3v2 O5 +10 al → 6V +5 al2 O3 (ΔH ≈ -15 000 kJ/kg al).

Reakcija rada intensīvu siltumu (līdz 2500 grādiem), iegūstot iegūto vanādiju un dzelzi izkausētā sakausējumā.

•Izdedžu atdalīšana: Blīvāks izkusis fevs nosēžas apakšā, bet alumīnija oksīda (al₂o₃) izdedži peld. Sakausējums tiek piesities, atdzesēts un sasmalcināts gabaliņos vai briketes.

•Raficēšana: Piemaisījumi (silīcijs, mangāns) tiek noņemti, izmantojot oksidāciju vai elektronēšanos, lai iegūtu īpaši augstas tīrības pakāpes (piemēram, 99,9% V).

2. Karbotermiskā reducēšana (elektriskās loka krāsns process):

Piemērots zemākas pakāpes vanādija rūdu (piemēram, vanadiFioza titanomagnetīta), šī metode izmanto oglekli (koksu) kā reducējošu līdzekli, mērķējot uz izmaksām jutīgiem tirgiem, piemēram, Construction Steel.

•Rūdas sagatavošana: Vanādija nesošās rūdas (piemēram, v₂o₃ titanomagnetītā) tiek sasmalcinātas, samaltas un sajauktas ar dzelzs rūdu (fe₂o₃/fe₃o₄), koksu un plūsmas (kaļķakmens, silīcija dioksīda).

•Kausēšanas: Lādiņš tiek uzkarsēts elektriskās loka krāsnī (~ 1600–1 800 grādu). Ogleklis samazina vanādiju un dzelzs oksīdus:

V2 O3 +3 C → 2V +3 co; Fe2 O3 +3 C → 2fe +3 co.

Izkausētas FEV formas, sajauktas ar silikātu/oksīda izdedžiem.

•Piesitot un liešanu: Sakausējums tiek piesaistīts kāpnēm, iemet ingotos un pēc apstrādes ar sasmalcināšanu, magnētisko atdalīšanu (lai noņemtu ar dzelzi bagātiem piemaisījumiem) un atkvēlināšanu (lai optimizētu mikrostruktūru).

Abām metodēm nepieciešama stingra kvalitātes kontrole, ieskaitot ķīmisko analīzi (V, F, C, S, P) un mehānisko pārbaudi, lai izpildītu tādus standartus kā GB/T 5125-2015 (Ķīna) vai ASTM A132 (starptautiski). Aluminotermiskais FEV dominē augstas veiktspējas lietojumos, savukārt karbotermiskie maršruti kalpo liela mēroga tērauda ražošanai.