چگونه Ferro Vanadium تولید می شود؟

چگونه وانادیوم Ferro تولید می شود؟

تولید فراوآنادوم شامل استخراج وانادیوم از سنگ معدن و آلیاژ آن با آهن است که دو روش اصلی حاکم است:کاهش آلومینوترمیک(برای FEV با خلوص بالا) وکاهش کربوترمال(برای نمرات مقرون به صرفه).

1. کاهش آلومینوترمیک (فرآیند ترمیت):

این روش با استفاده از آلومینیوم به عنوان یک عامل کاهش دهنده ، ایده آل برای برنامه های هوافضا و دفاعی ، FEV با خلوص بالا (40-55 ٪ ولت) تولید می کند.

•تهیه مواد اولیه: پنتوکسید وانادیوم (V₂O₅) با پودر آلومینیوم (AL) و یک شار (به عنوان مثال ، کلسیم فلوراید ، CAF₂) مخلوط می شود تا نقاط ذوب را پایین بیاورد و سرباره را تشکیل دهد. قراضه آهن یا اکسید آهن ممکن است برای تنظیم نسبت FE: V اضافه شود.

•واكنش كاهش: این مخلوط در یک صلیب با روکش نسوز مشتعل می شود. آلومینیوم اکسید وانادیوم را به صورت تجربی کاهش می دهد:

3V2 O5+10 al → 6V+5} al2 O3 (ΔH ≈ -15،000 kJ/kg al).

این واکنش گرمای شدید (حداکثر 2500 درجه) ایجاد می کند و وانادیوم حاصل و آهن را به یک آلیاژ مذاب ذوب می کند.

•جدایی قاشق: متراکمتر Molten FEV در پایین مستقر می شود ، در حالی که سرباره اکسید آلومینیوم (Al₂o₃) شناور است. آلیاژ در توده ها یا بریک ها خرد می شود ، خنک می شود و خرد می شود.

•پالایش: ناخالصی ها (سیلیکون ، منگنز) از طریق اکسیداسیون یا الکترونینگ برای نمرات فوق العاده بالا (به عنوان مثال ، 99.9 ٪ V) برداشته می شوند.

2. کاهش کربوترمال (فرآیند کوره قوس الکتریکی):

مناسب برای سنگ معدن وانادیوم درجه پایین (به عنوان مثال ، تیتانومغنتیت وانادیفر) ، این روش از کربن (کک) به عنوان یک عامل کاهش دهنده استفاده می کند و بازارهای حساس به هزینه مانند فولاد ساختمانی را هدف قرار می دهد.

•سنگ معدن آماده سازی: سنگ معدن تحمل وانادیوم (به عنوان مثال ، V₂o₃ در تیتانومغناتریت) خرد شده ، زمین و با سنگ آهن (Fe₂o₃/Fe₃o₄) ، کک و شار (سنگ آهک ، سیلیس) مخلوط می شوند.

•ذوب: بار در یک کوره قوس الکتریکی گرم می شود (1600-1800 درجه). کربن وانادیوم و اکسیدهای آهن را کاهش می دهد:

V2 O3 +3 C → 2V +3 Co ؛ Fe2 O3 +3 C → 2fe +3 Co.

اشکال FEV مذاب ، مخلوط با سرباره سیلیکات/اکسید.

•ضربه زدن و ریخته گری: آلیاژ در رده ها قرار می گیرد ، به شمش ها ریخته می شود و از طریق خرد شدن ، جداسازی مغناطیسی (برای از بین بردن ناخالصی های غنی از آهن) و بازپخت (برای بهینه سازی ریزساختار) پس از پردازش می شود.

هر دو روش برای رعایت استانداردهایی مانند GB/T 5125-2015 (چین) یا ASTM A132 (بین المللی) نیاز به کنترل کیفیت دقیق ، از جمله تجزیه و تحلیل شیمیایی (V ، Fe ، C ، S ، P) و آزمایش مکانیکی دارند. Aluminothermic FEV بر کاربردهای با کارایی بالا حاکم است ، در حالی که مسیرهای کربوترمال تولید فولاد در مقیاس بزرگ است.