1. Termički proces za proizvodnju električnog silicijuma (topljenje u elektrolučnoj peći)
Scenario: Proizvodnja ferovanadija sa niskim do srednjim sadržajem vanadijuma (npr. FeV50) pogodnog za proizvodnju velikih razmera.
Sirovine:
Vanadijum oksidi (na primjer, vanadijev pentoksid V₂O₅ ili vanadijeva troska).
Redukcioni agensi: ferosilicij (FeSi75), aluminijske granule
Fluks: kreč (CaO), fluorit (CaF₂).
Proces:
Mešanje sastojaka: mešati V₂O₅, ferosilicij, kreč u proporciji (kreč se koristi za šljaku).
Redukcija u elektrolučnoj peći:
Zagrijavanje do 1600~1750 stepenitrofazna elektrolučna peć.
Silicijum u ferosilicijumu smanjuje V₂O₅:
V2O5+5Si→2V+5SiO2
Mala količina aluminijuma se dodaje kako bi se poboljšala efikasnost redukcije, a fluorit - se dodaje da bi se poboljšala fluidnost šljake.
Separacija šljake i zlata: Nakon što je redukcija završena, legura vanadijuma-gvožđa (visoke gustine) tone na dno peći, a silikatna šljaka (male gustine) isplivava.
Lijevanje i drobljenje: Tečna legura se sipa u ingote i nakon hlađenja usitnjava u grudaste proizvode.
Karakteristike:
Veća potrošnja energije, ali vanadij se može dobiti iz šljake (sekundarno topljenje).
Proizvod obično sadrži 50 do 60% vanadijuma (npr. FeV50), sa visokim sadržajem silicijuma (zahteva naknadnu desilikonizaciju).
2. Termički proces proizvodnje aluminijuma
Scenario: Proizvodnja ferovanadijuma sa visokim sadržajem vanadijuma (kao što je FeV80) ili ferovanadijuma visoke čistoće, pogodnog za male serije proizvoda visoke dodane vrednosti.
Sirovine:
Vanadijum oksidi (V₂O₅ ili V₂O₃).
Redukciono sredstvo: aluminijum u prahu (Al)
Aditivi: gvozdena strugotina (za regulaciju sadržaja gvožđa u leguri), kalijum hlorat (KClO₃, kao generator toplote)
Proces:
Mešanje sastojaka: Pomiješajte V₂O₅, aluminijumski prah, gvozdene strugotine u skladu sa stehiometrijskim odnosom (višak aluminijuma oko 10%~15% da biste osigurali potpuni oporavak).
Reakcija kalcinacije:
Smjesa se punimagnezijum lončići pali se magnezijskom trakom kako bi se pokrenula aluminotermna reakcija:
3V2O5 + 10Al → 6V + 5Al2O3 + velika količina toplote (temperatura do2000 stepenii više).
Reakcija je snažna, pa se mora kontrolisati brzina kako bi se izbjeglo prskanje.
Sedimentacija i separacija: Nakon što je reakcija završena, tečni ferovanadijum se nanosi na Al₂O₃ trosku, a nakon hlađenja, šljaka se odvaja.
Rafiniranje i livenje: Kiseonik se propušta da bi se uklonio aluminijum ako je potrebno i na kraju se lijevaju ingoti.
Karakteristike:
Nema potrebe za vanjskim izvorom topline, korištenjem topline koja nastaje tokom reakcije, ali je visoka cijena aluminija.
Proizvod može sadržavati do 80% vanadijuma ili više (npr. FeV80) sa malim količinama nečistoća (Si, C, itd.).