¿Cómo se fabrica Ferro Vanadium?

¿Cómo se fabrica Ferro Vanadium?

La producción de ferrovanadio implica extraer vanadio de minerales y alearse con hierro, con dos métodos principales que dominan:Reducción aluminotérmica(Para FEV de alta pureza) yReducción carbotérmica(Para calificaciones rentables).

1. Reducción aluminotérmica (proceso de termita):

Este método produce FEV de alta pureza (40–55% V) utilizando aluminio como agente reductor, ideal para aplicaciones aeroespaciales y de defensa.

•Preparación de materia prima: El pentóxido de vanadio (V₂O₅) se mezcla con polvo de aluminio (AL) y un flujo (p. Ej., Fluoruro de calcio, CAF₂) para reducir los puntos de fusión y formar escoria. Se puede agregar chatarra de hierro o óxido de hierro para ajustar la relación Fe: V.

•Reacción de reducción: La mezcla se enciende en un crisol forrado de refractario. El aluminio reduce exotérmicamente el óxido de vanadio:

3V2 O5 +10 al → 6V +5 al2 o3 (ΔH ≈ -15,000 kJ/kg al).

La reacción genera calor intenso (hasta 2.500 grados), derritiendo el vanadio y el hierro resultantes en una aleación fundida.

•Separación de escoria: FeV fundido más denso se asiente en la parte inferior, mientras que las escorias de óxido de aluminio (al₂o₃) flotan. La aleación se toca, se enfría y se tritura en bultos o briquetas.

•Refinación: Las impurezas (silicio, manganeso) se eliminan mediante oxidación o electrorefinación para grados de ultra alta pureza (por ejemplo, 99.9% V).

2. Reducción carbotérmica (proceso de horno de arco eléctrico):

Adecuado para minerales de vanadio de menor grado (por ejemplo, titanomagnetita vanadíferas), este método utiliza carbono (Coca-Cola) como un agente reductor, dirigido a mercados sensibles a los costos como el acero de la construcción.

•Preparación de mineral: Los minerales con vanadio (p. Ej., V₂o₃ en titanomagnetita) son triturados, molidos y se mezclan con mineral de hierro (Fe₂o₃/Fe₃o₄), Coca-Cola y Fluxes (piedra caliza, sílice).

•Fundición: La carga se calienta en un horno de arco eléctrico (~ 1,600–1,800 grados). El carbono reduce el vanadio y los óxidos de hierro:

V2 o3 +3 c → 2v +3 co; Fe2 O3 +3 C → 2Fe +3 co.

Formas fundidas de FEV, mezcladas con escoria de silicato/óxido.

•Tapping y lanzamiento: La aleación se toca en cucharones, se coloca en lingotes y se procesa posteriormente mediante la separación magnética de trituración (para eliminar las impurezas ricas en hierro) y el recocido (para optimizar la microestructura).

Ambos métodos requieren un riguroso control de calidad, incluido el análisis químico (V, Fe, C, S, P) y las pruebas mecánicas, para cumplir con estándares como GB/T 5125-2015 (China) o ASTM A132 (International). El FEV aluminotérmico domina aplicaciones de alto rendimiento, mientras que las rutas carbotérmicas sirven a gran escala de acero.