Déantúsaíocht naferrovanaidiamis castapróiseas metallurgicala thosaíonn le eastóscadh navanadiamó mhianta príomhúla nó ó acmhainní tánaisteacha. An ceann is tábhachtaíamhábhartámaighnéadáit vanadiam-tíotáiniam (VTM), cineálamhiarainnle fáil i dtaiscí móra sa tSín (réigiún Panxi), an Rúis (Kachkanar), an Afraic Theas, agus na Stáit Aontaithe. Is gnách go mbíonn 0.3–1.5% V₂O₅ i VTM, mar aon le tíotáiniam agus iarann. Tar éis mianadóireacht, téann an méine faoitairbhe(brú, meilt, scaradh maighnéadach) a tháirgeadh adíriúa smelaítear ansin in afoirnéis soinneáina tháirgeadhiarann muiceola ar a bhfuil vanaidiam. Le linn cruach a dhéanamh, déantar an vanadium a ocsaídiú agus a aistriú isteach saslaig vanadium– seachtháirge ina bhfuil 8–20% V₂O₅ – a fheidhmíonn mar bhunábhar don chuid is móferrovanaidiamplandaí ar fud an domhain. I measc na bhfoinsí eile tácatalaíoch caiteón tionscal peitriceimiceach,fuinseog eitiltó stáisiúin chumhachta, agusgual cloiche(sceall carbóin íseal-ghrád atá saibhir i vanadium) atá uathúil don tSín.
Réamhchóireáil Slaig Vanaidiam
Roimh bruithniú,slaig vanadiumcaithfidh go bhfuilróstale salainn sóidiam (carbónáit sóidiam nó sulfáit sóidiam) ag 800–900 céim chun ocsaídí vanadiam a thiontú ina vanadáití sóidiam intuaslagtha in uisce. Tá an táirge rósta ansinláisteadhle huisce te nó aigéad caol (aigéad sulfarach) a bhaint aspentocsaíd vanadiam (V₂O₅)nótrí-ocsaíd vanadiam (V₂O₃). seohidrometallurgicaltáirgeann an bealach ocsaíd vanadiam íonaithe le níos mó ná 98% íonachta, arb é an réamhtheachtaí do gach próiseas laghdaithe teirmeach. Nó,láisteadh díreachTá slaig amh a úsáideann aigéid láidre á fhorbairt chun ídiú fuinnimh a laghdú, cé go ngineann sé toirteanna níos mó fuíolluisce aigéadach.
Trí Phríomhphróiseas Bruithnithe
(1) Laghdú Aluminothermic– Is é seo an modh is mó le haghaidh táirgeadhferrovanaidiam ard-ghrád(FeV80 agus roinnt FeV60). I seoeisiteirmeachimoibriú, meascán deV₂O₅ , púdar alúmanaim(nó gráinníní),dramh iarainn(nó casadh cruach), agusaoil(CaO) toisc go ndéantar flosc a adhaint in abreogán copair uisce-fhuaraithenó afoirnéis teasfhulangach-líneáilte. Tá an t-imoibriú féinchothaitheach:
3V₂O₅ + 10Al → 6V + 5Al₂O₃ (ΔH=–2,500 kJ/mol)
Ardaíonn an teas a scaoiltear an teocht os cionn 2,000 céim , ag leá an dá anvanadiamagus anslaig(Al₂O₃ go príomha). Tar éis fuaraithe, anferrovanaidiamtá tinne scartha ón slaig, brúite, agus meánmhéide. Baineann an próiseas seo amach aráta aisghabhála vanadium95–97%, ach ídíonn sé thart ar 1.2 tonna alúmanaim in aghaidh an tonna FeV80, rud a fhágann go bhfuil sé íogair ó thaobh costais de do phraghsanna alúmanaim.Leictri-alúmanameachúsáideann malairtí stua leictreach chun teas breise a sholáthar, ag feabhsú an téarnaimh go 98% agus ag ligean rialú níos fearr arcarbónagussileacaineisíontais.
(2) Laghdú Leictrisiliceiteirmeach– Is fearr an modh seoFeV50agusFeV60táirgeadh toisc go n-úsáideann sé níos saoire75% ferrosiliconmar an bunscoilereductant, arna fhorlíonadh le méid beag alúmanaim (5-10% den reductant iomlán). Tarlaíonn an oibríocht i afoirnéise stua leictreach bunúsachle alíneáil maignéise-aol. Áirítear leis an muirearV₂O₅ , aoil, fluorspar(mar flosc), agus na laghdaitheoirí. Leanann an próiseas ar aghaidh in dhá chéim: ar dtús, alaghdútréimhse ina bhfuil an chuid is mó vanadium laghdaithe agus na foirmeacha cóimhiotail; dara, ascagadhtréimhse ina ndéantar an iomarca sileacain a ocsaídiú trí níos mó V₂O₅ nó amhiarainn a chur leis, ag coigeartú an deiridhábhar sileacainchun sonraíochtaí grád a chomhlíonadh. Tá anaisghabháil vanadiumraonta 90-94%, beagán níos ísle ná aluminothermic, ach ancostas próiseála15-20% níos lú de bharr laghdaitheoirí níos saoire. Mar sin féin, tá antomhaltas cumhachtaard (thart ar 8,000–10,000 kWh in aghaidh an tonna cóimhiotail), agus antoirt slaigníos mó (thart ar 2 thona in aghaidh an tonna FeV), rud a fhágann go mbíonn costais diúscartha dramhaíola níos airde.
(3) Laghdú Carbothermic– Úsáideann sé seoábhair charbóineacha(cóc peitriliam, antraicít) mar oibreán dí-ocsaídiúcháin i bhfoirnéis stua báite. Níl sé chomh coitianta mar go bhfuil claonadh ag carbóin a thuaslagadh isteach sa chóimhiotal, ag ardú ancion carbóinos cionn teorainneacha inghlactha don chuid is mó de na gráid chruach. Mar sin féin, le haghaidh táirgeadhFeV50-C(a cheadaíonn suas le 5% C), is féidir leis an mbealach seo a bheith eacnamaíoch. Tarlaíonn an t-imoibriú ag 1,600–1,800 céim :
V₂O₅ + 5C → 2V + 5CO
Cuireann an leibhéal ard carbóin teorainn lena chur i bhfeidhm, agus is minic a chuirtear an próiseas le chéiledecarburization bhfolústáirgí ísealcharbóin a tháirgeadh, cé go bhfuil costas breise ag baint leo.
Ardteicneolaíochtaí agus Feabhsú Cáilíochta
Díríonn nuálaíochtaí le déanaí arglantóiragusníos éifeachtaíbruithniú.Bruithniú plasmaúsáideann gás ianaithe chun teocht ultra-ard a bhaint amach ( Níos mó ná nó cothrom le 3,000 céim ) chun laghdú tapa a dhéanamh, chun táirgiúlacht a fheabhsú agus chun laghdú a dhéanamhentrapment slaig. Degassing bhfolúsi bhfeidhm tar éis cnagadh a bhaint gáis tuaslagtha (hidrigine, nítrigine) agus neamhíonachtaí so-ghalaithe, a tháirgeadheisíontas ultra-íseal(iomlán < 200 ppm)ferrovanaidiam ard-íonachtale haghaidh feidhmchláir aeraspáis.Rialú próisis uathoibrithedéanann córais monatóireacht ar theocht, ar bhunúsacht slaig, agus ar rátaí beathaithe laghdaitheacha i bhfíor-am, ag íoslaghdúdeighilt comhdhéanamhagus ag cinntiúaonfhoirmeachttrasna baisceanna. Tá sé léirithe ag taighde go bhfuil barrfheabhsúparaiméadair bruithnithe– amhail an cóimheas V₂O₅/Al, suimiú aoil, agus teocht cnagadh – is féidir leis anaisghabháil vanadiumgo dtí os cionn 98.5% agus laghdú ar andéine fuinnimhfaoi 10-15%.
Cúrsaí Timpeallachta
Táirgeann na trí phróiseas go léireisghásanna deannaigh-ualaitheagusslaig soladach. Fostaíonn plandaí nua-aimsearthaprecipitators leictreastatachagusscagairí málaa ghabháil cáithníní fíneáil, agusscrubbers fliuchbhaint dé-ocsaíd sulfair. Tá anslaig saibhir alúmanaó laghdú aluminothermic a dhíoltar go minic leis an tionscal stroighne nó a úsáidtear mar ábhar teasfhulangacha. Iarrachtaí ar athchúrsáilslaig caiteagus vanadium iarmharach a ghnóthú ag treisiú, ag ailíniú le domhandageilleagar ciorclachspriocanna.
Mar fhocal scoir, rogha nabealach táirgtheag brath ar an spriocghrád, infhaighteacht amhábhar áitiúil, agus rialacháin chomhshaoil. Tá an treocht ag bogadh i dtreopróisis hibrideachaa chomhcheanglaíonn éifeachtacht laghdaithe aluminothermic le buntáiste costais bealaí silicothermic, agus iad ag glacadhdigitiúagusceimic glasprionsabail.