Mae gweithgynhyrchu oferrovanadiumyn gymhlethproses metelegolsy'n dechrau gyda echdynnu ofanadiwmo fwynau cynradd neu adnoddau eilaidd. Y pwysicafdeunydd craiynmagnetit fanadiwm-titaniwm (VTM), math omwyn haearna geir mewn dyddodion mawr yn Tsieina (rhanbarth Panxi), Rwsia (Kachkanar), De Affrica, a'r Unol Daleithiau. Mae VTM fel arfer yn cynnwys 0.3-1.5% V₂O₅, ynghyd â thitaniwm a haearn. Ar ôl mwyngloddio, mae'r mwyn yn myndbuddioldeb(malu, malu, gwahanu magnetig) i gynhyrchu acanolbwyntioa smellir wedyn yn affwrnais chwythi gynhyrchuhaearn crai sy'n cario fanadiwm. Yn ystod gwneud dur, mae'r fanadiwm yn cael ei ocsidio a'i drosglwyddo i'rslag fanadiwm– sgil-gynnyrch sy’n cynnwys 8–20% V₂O₅ – sy’n gweithredu fel y prif borthiant i’r rhan fwyafferrovanadiumplanhigion ledled y byd. Mae ffynonellau eraill yn cynnwyscatalyddion gwarioo'r diwydiant petrocemegol,lludw hedfano weithfeydd pŵer, aglo carreg(siâl carbonaidd gradd isel sy'n llawn fanadium) sy'n unigryw i Tsieina.
Cyn-driniaeth o Vanadium Slag
Cyn mwyndoddi,slag fanadiwmrhaid bodrhostiogyda halwynau sodiwm (sodiwm carbonad neu sodiwm sylffad) ar 800–900 gradd i drawsnewid ocsidau fanadiwm yn fanadadau sodiwm sy'n hydoddi mewn dŵr. Yna mae'r cynnyrch wedi'i rostiotrwytholchigyda dŵr poeth neu asid gwanedig (asid sylffwrig) i'w echdynnuvanadium pentoxide (V₂O₅)neufanadiwm triocsid (V₂O₃). hwnhydrometallurgicalmae'r llwybr yn cynhyrchu vanadium ocsid wedi'i buro gyda dros 98% o burdeb, sef y rhagflaenydd ar gyfer yr holl brosesau lleihau thermol. Fel arall,trwytholchi uniongyrcholo slag amrwd sy'n defnyddio asidau cryf yn cael ei ddatblygu i leihau'r defnydd o ynni, er ei fod yn cynhyrchu mwy o ddŵr gwastraff asidig.
Tair Prif Broses Mwyndoddi
(1) Gostyngiad Aluminothermig- Dyma'r prif ddull ar gyfer cynhyrchuferrovanadium gradd uchel(FeV80 a rhai FeV60). Yn hynecsothermigadwaith, cymysgedd oV₂O₅ , powdr alwminiwm(neu ronynnau),sgrap haearn(neu droadau dur), acalch(CaO) fel fflwcs yn cael ei danio yn acrucible copr wedi'i oeri â dŵrneu affwrnais anhydrin. Mae'r adwaith yn hunangynhaliol:
3V₂O₅ + 10Al → 6V + 5Al₂O₃ (ΔH=–2,500 kJ/mol)
Mae'r gwres a ryddhawyd yn codi'r tymheredd uwchlaw 2,000 gradd, gan doddi'r ddaufanadiwma'rsorod(Al₂O₃ yn bennaf). Ar ôl oeri, mae'rferrovanadiumingot yn cael ei wahanu oddi wrth y sorod, malu, a maint. Mae'r broses hon yn cyflawni acyfradd adennill fanadiumo 95-97%, ond mae'n defnyddio tua 1.2 tunnell o alwminiwm fesul tunnell o FeV80, sy'n golygu ei fod yn gost-sensitif i brisiau alwminiwm.Electro-alwminothermigmae amrywiadau yn defnyddio arc trydan i gyflenwi gwres ychwanegol, gan wella adferiad i 98% a chaniatáu gwell rheolaeth ocarbonasiliconamhureddau.
(2) Gostyngiad Electro-Siligothermig- Mae'r dull hwn yn cael ei ffafrio ar gyferFeV50aFeV60cynhyrchu oherwydd ei fod yn defnyddio rhatach75% ferrosiliconfel y cynraddreductant, wedi'i ategu gan ychydig bach o alwminiwm (5-10% o gyfanswm y gostyngydd). Mae'r llawdriniaeth yn digwydd yn affwrnais arc trydan sylfaenolgyda aleinin magnesia-calch. Mae'r tâl yn cynnwysV₂O₅ , calch, fflworspar(fel fflwcs), a'r reductants. Mae'r broses yn mynd rhagddi mewn dau gam: yn gyntaf, alleihadcyfnod lle mae'r rhan fwyaf o fanadium yn cael ei leihau ac mae'r aloi yn ffurfio; ail, acoethicyfnod lle mae gormodedd o silicon yn cael ei ocsidio trwy ychwanegu mwy o V₂O₅ neu fwyn haearn, gan addasu'r rownd derfynolcynnwys siliconi fodloni manylebau gradd. Mae'radferiad vanadiumyn amrywio o 90-94%, ychydig yn is nag aluminothermig, ond mae'rcost prosesuyn 15-20% yn llai oherwydd gostyngwyr rhatach. Fodd bynnag, mae'rdefnydd pŵeryn uchel (tua 8,000–10,000 kWh fesul tunnell o aloi), ac mae'rcyfaint slagyn fwy (tua 2 dunnell fesul tunnell o FeV), gan arwain at gostau gwaredu gwastraff uwch.
(3) Gostyngiad Carbothermig- Mae hyn yn defnyddiodeunyddiau carbonaidd(golosg petrolewm, glo caled) fel y cyfrwng rhydwytho mewn ffwrnais bwa tanddwr. Mae'n llai cyffredin oherwydd bod carbon yn tueddu i hydoddi i'r aloi, gan godi'rcynnwys carbonuwchlaw'r terfynau derbyniol ar gyfer y rhan fwyaf o raddau dur. Serch hynny, ar gyfer cynhyrchuFeV50-C(sy'n caniatáu hyd at 5% C), gall y llwybr hwn fod yn ddarbodus. Mae'r adwaith yn digwydd ar 1,600-1,800 gradd:
V₂O₅ + 5C → 2V + 5CO
Mae lefel carbon uchel yn cyfyngu ar ei gais, ac mae'r broses yn aml yn cael ei gyfuno âdecarburization gwactodi gynhyrchu cynhyrchion carbon isel, er am gost ychwanegol.
Technolegau Uwch a Gwella Ansawdd
Mae arloesiadau diweddar yn canolbwyntio arglanhawrayn fwy effeithlonmwyndoddi.Mwyndoddi plasmayn defnyddio nwy ïoneiddiedig i gyrraedd tymereddau uwch-uchel (Yn fwy na neu'n hafal i 3,000 gradd) ar gyfer gostyngiad cyflym, gwella cynhyrchiant a lleihaucaethiwo slag. Degassing gwactodyn cael ei gymhwyso ar ôl tapio i gael gwared ar nwyon toddedig (hydrogen, nitrogen) ac amhureddau anweddol, gan gynhyrchuamhuredd uwch-isel(cyfanswm < 200 ppm)ferrovanadium purdeb uchelar gyfer cymwysiadau awyrofod.Rheoli prosesau awtomataiddmae systemau'n monitro tymheredd, sylfaenoldeb slag, a chyfraddau porthiant gostyngol mewn amser real, gan leihaugwahanu cyfansoddiada sicrhauunffurfiaethar draws sypiau. Mae ymchwil wedi dangos bod optimeiddioparamedrau mwyndoddi– fel y gymhareb V₂O₅/Al, adio calch, a thymheredd tapio – yn gallu gwthio’radferiad vanadiumi dros 98.5% tra'n lleihau'rdwyster ynnio 10-15%.
Ystyriaethau Amgylcheddol
Mae'r tair proses yn cynhyrchuall-nwyon llawn llwchasorod solet. Mae planhigion modern yn cyflogigwaddodyddion electrostatigahidlyddion bagi ddal gronynnau mân, trasgwrwyr gwlybcael gwared ar sylffwr deuocsid. Mae'rslag llawn alwminao leihad aluminothermig yn aml yn cael ei werthu i'r diwydiant sment neu ei ddefnyddio fel deunydd gwrthsafol. Ymdrechion i ailgylchuslag wedi'i warioac adennill vanadium gweddilliol yn dwysáu, yn cyd-fynd â byd-eangeconomi gylcholnodau.
I gloi, y dewis ollwybr cynhyrchuyn dibynnu ar y radd darged, argaeledd deunydd crai lleol, a rheoliadau amgylcheddol. Mae'r duedd yn symud tuag atprosesau hybridsy'n cyfuno effeithlonrwydd gostyngiad aluminothermig â mantais cost llwybrau silicothermig, tra'n cofleidiodigideiddioacemeg gwyrddegwyddorion.