1. Procédé thermique de production de silicium électrique (fusion dans un four à arc électrique)
Scénario: Production de ferrovanadium avec une teneur faible à moyenne en vanadium (par exemple FeV50) adaptée à une production à grande échelle.
Matières premières:
Oxydes de vanadium (par exemple, pentoxyde de vanadium V₂O₅ ou laitier de vanadium).
Agents réducteurs : ferrosilicium (FeSi75), granulés d'aluminium
Flux : chaux (CaO), spath fluor (CaF₂).
Processus:
Mélanger les ingrédients: mélanger V₂O₅, ferrosilicium, chaux en proportion (la chaux est utilisée pour la scorie).
Réduction dans un four à arc électrique:
Chauffage jusqu'à 1600 ~ 1750 degrésfour à arc électrique triphasé.
Le silicium dans le ferrosilicium réduit V₂O₅ :
V2O5+5Si→2V+5SiO2
Une petite quantité d'aluminium est ajoutée pour améliorer l'efficacité de la réduction, et de la fluorite - est ajoutée pour améliorer la fluidité des scories.
Séparation des scories et de l'or: Une fois la réduction terminée, l'alliage de fer vanadium- (haute densité) coule au fond du four et les scories de silicate (faible densité) flottent.
Coulée et concassage: L'alliage liquide est coulé en lingots et, après refroidissement, broyé en produits en morceaux.
Caractéristiques:
Consommation d'énergie plus élevée, mais le vanadium peut être récupéré à partir des scories (fusion secondaire).
Le produit contient généralement 50 à 60 % de vanadium (par exemple FeV50), avec une teneur élevée en silicium (nécessite une désiliconisation ultérieure).
2. Processus de production d'aluminium thermique
Scénario: Production de ferrovanadium à haute teneur en vanadium (comme le FeV80) ou de ferrovanadium de haute pureté, adapté aux petits lots de produits à haute valeur ajoutée.
Matières premières:
Oxydes de vanadium (V₂O₅ ou V₂O₃).
Agent réducteur : poudre d'aluminium (Al)
Additifs : limaille de fer (pour réguler la teneur en fer de l'alliage), chlorate de potassium (KClO₃, comme générateur de chaleur)
Processus:
Mélanger les ingrédients: Mélanger V₂O₅, poudre d'aluminium, limaille de fer selon le rapport stœchiométrique (excès d'aluminium d'environ 10 % ~ 15 % pour assurer une récupération complète).
Réaction de calcination:
Le mélange est chargé danscreuset de magnésiumet est enflammé avec une bande de magnésium pour initier la réaction aluminothermique :
3V2O5 + 10Al → 6V + 5Al2O3 + grande quantité de chaleur (température jusqu'à2000 degréset plus).
La réaction est vigoureuse, il faut donc contrôler la vitesse pour éviter les éclaboussures.
Sédimentation et séparation: Une fois la réaction terminée, du ferrovanadium liquide est déposé sur les scories Al₂O₃ et après refroidissement, les scories sont séparées.
Affinage et coulée: On fait passer de l'oxygène pour éliminer l'aluminium si nécessaire et enfin les lingots sont coulés.
Caractéristiques:
Il n'y a pas besoin d'une source de chaleur externe, utilisant la chaleur générée lors de la réaction, mais du coût élevé de l'aluminium.
Le produit peut contenir jusqu'à 80 % de vanadium ou plus (par exemple FeV80) avec de petites quantités d'impuretés (Si, C, etc.).