1. Toplotni postopek za proizvodnjo električnega silicija (taljenje v elektroobločni peči)
Scenarij: Proizvodnja ferovanadija z nizko do srednjo vsebnostjo vanadija (npr. FeV50), primernega za velikoserijsko proizvodnjo.
Surovine:
Vanadijevi oksidi (na primer vanadijev pentoksid V₂O₅ ali vanadijeva žlindra).
Reducenti: ferosilicij (FeSi75), aluminijeve granule
Talilo: apno (CaO), fluorit (CaF₂).
Proces:
Mešanje sestavin: mešanica V₂O₅, ferosilicij, apno v razmerju (apno se uporablja za žlindranje).
Redukcija v elektroobločni peči:
Ogrevanje do 1600 ~ 1750 stopinjtrifazna elektroobločna peč.
Silicij v ferosiliciju zmanjša V₂O₅:
V2O5+5Si→2V+5SiO2
Za izboljšanje učinkovitosti redukcije je dodana majhna količina aluminija, za izboljšanje fluidnosti žlindre pa je dodan fluorit -.
Ločevanje žlindre in zlata: po končani redukciji se zlitina vanadija-železa (visoka gostota) potopi na dno peči, silikatna žlindra (nizka gostota) pa priplava navzgor.
Ulivanje in drobljenje: tekočo zlitino vlijemo v ingote in po ohlajanju zdrobimo v grude.
Značilnosti:
Večja poraba energije, vendar se vanadij lahko pridobi iz žlindre (sekundarno taljenje).
Izdelek običajno vsebuje 50 do 60 % vanadija (npr. FeV50) z visoko vsebnostjo silicija (zahteva naknadno desilikonizacijo).
2. Postopek termične proizvodnje aluminija
Scenarij: Proizvodnja ferovanadija z visoko vsebnostjo vanadija (kot je FeV80) ali ferovanadija visoke čistosti, primernega za majhne serije izdelkov z visoko dodano vrednostjo.
Surovine:
Vanadijevi oksidi (V₂O₅ ali V₂O₃).
Reducent: aluminijev prah (Al)
Dodatki: železovi opilki (za uravnavanje vsebnosti železa v zlitini), kalijev klorat (KClO₃, kot generator toplote)
Proces:
Mešanje sestavin: Zmešajte V₂O5, aluminijev prah, železove opilke v skladu s stehiometričnim razmerjem (presežek aluminija približno 10%~15%, da zagotovite popolno obnovitev).
Reakcija kalcinacije:
Zmes naložimo vmagnezijev lončekin se vžge z magnezijevim trakom, da sproži aluminotermično reakcijo:
3V2O5 + 10Al → 6V + 5Al2O3 + velika količina toplote (temperatura do2000 stopinjin več).
Reakcija je burna, zato je treba hitrost nadzorovati, da ne pride do brizganja.
Sedimentacija in separacija: Po končani reakciji se tekoči ferovanadij nanese na Al₂O₃ žlindro in po ohlajanju se žlindra loči.
Rafiniranje in ulivanje: Kisik prehaja skozi, da se po potrebi odstrani aluminij in na koncu se ingoti ulijejo.
Značilnosti:
Ni potrebe po zunanjem viru toplote, ki uporablja toploto, ustvarjeno med reakcijo, ampak visoki stroški aluminija.
Izdelek lahko vsebuje do 80 % vanadija ali več (npr. FeV80) z majhnimi količinami nečistoč (Si, C itd.).