1. Quy trình nhiệt sản xuất silicon điện (nung chảy trong lò hồ quang điện)
Kịch bản: Sản xuất ferrovanadi có hàm lượng vanadi từ thấp đến trung bình (ví dụ FeV50) phù hợp cho sản xuất quy mô lớn.
Nguyên liệu thô:
Vanadi oxit (ví dụ, vanadi pentoxit V₂O₅ hoặc xỉ vanadi).
Chất khử: ferrosilicon (FeSi75), hạt nhôm
Chất trợ dung: vôi (CaO), fluorit (CaF₂).
Quá trình:
Trộn nguyên liệu: trộn V₂O₅, ferrosilicon, vôi theo tỷ lệ (vôi dùng để xỉ).
Giảm thiểu trong lò hồ quang điện:
Làm nóng lên tới 1600 ~ 1750 độlò hồ quang điện ba pha.
Silicon trong ferrosilicon làm giảm V₂O₅:
V2O5+5Si→2V+5SiO2
Một lượng nhỏ nhôm được thêm vào để cải thiện hiệu quả khử và fluorit - được thêm vào để cải thiện tính lưu động của xỉ.
Tách xỉ và vàng: Sau khi quá trình khử hoàn tất, hợp kim sắt vanadi{0}}(mật độ cao) chìm xuống đáy lò và xỉ silicat (mật độ thấp) nổi lên.
Đúc và nghiền: Hợp kim lỏng được đổ thành dạng thỏi và sau khi nguội sẽ được nghiền thành khối.
Đặc trưng:
Tiêu thụ năng lượng cao hơn, nhưng vanadi có thể được thu hồi từ xỉ (nấu chảy thứ cấp).
Sản phẩm thường chứa 50 đến 60% vanadi (ví dụ FeV50), với hàm lượng silicon cao (yêu cầu khử silicon sau đó).
2. Quy trình sản xuất nhôm nhiệt
Kịch bản: Sản xuất ferrovanadium có hàm lượng vanadi cao (như FeV80) hoặc ferrovanadium có độ tinh khiết cao, phù hợp với lô nhỏ sản phẩm có giá trị gia tăng cao.
Nguyên liệu thô:
Vanadi oxit (V₂O₅ hoặc V₂O₃).
Chất khử: bột nhôm (Al)
Phụ gia: mạt sắt (để điều chỉnh hàm lượng sắt trong hợp kim), kali clorat (KClO₃, làm chất tạo nhiệt)
Quá trình:
Trộn nguyên liệu: Trộn V₂O₅, bột nhôm, mạt sắt theo tỷ lệ cân bằng hóa học (nhôm dư khoảng 10%~15% để đảm bảo thu hồi hoàn toàn).
Phản ứng nung:
Hỗn hợp được nạp vàonồi nấu kim loại magiêvà được đốt cháy bằng dải magie để bắt đầu phản ứng nhiệt nhôm:
3V2O5 + 10Al → 6V + 5Al2O3 + lượng nhiệt lớn (nhiệt độ lên tới2000 độvà nhiều hơn nữa).
Phản ứng diễn ra mạnh mẽ nên phải kiểm soát tốc độ để tránh bắn tung tóe.
Lắng đọng và tách: Sau khi phản ứng kết thúc, ferrovanadi lỏng được phủ lên xỉ Al₂O₃ và sau khi làm nguội, xỉ được tách ra.
Tinh chế và đúc: Oxy được đưa qua để loại bỏ nhôm nếu cần thiết và cuối cùng các thỏi được đúc.
Đặc trưng:
Không cần nguồn nhiệt bên ngoài, sử dụng nhiệt sinh ra trong quá trình phản ứng nhưng giá thành nhôm cao.
Sản phẩm có thể chứa tới 80% vanadi hoặc hơn (ví dụ FeV80) với một lượng nhỏ tạp chất (Si, C, v.v.).