1. Proceso térmico para la producción de silicio eléctrico (fusión en horno de arco eléctrico)
Guión: Producción de ferrovanadio con contenido de vanadio bajo a medio (por ejemplo, FeV50) adecuado para la producción a gran escala.
Materias primas:
Óxidos de vanadio (por ejemplo, pentóxido de vanadio V₂O₅ o escoria de vanadio).
Agentes reductores: ferrosilicio (FeSi75), gránulos de aluminio.
Fundente: cal (CaO), fluorita (CaF₂).
Proceso:
Mezclar ingredientes: mezcle V₂O₅, ferrosilicio y cal en proporción (la cal se utiliza para la escoria).
Reducción en un horno de arco eléctrico.:
Calentamiento hasta 1600 ~ 1750 gradoshorno de arco eléctrico trifásico.
El silicio en ferrosilicio reduce el VO₂O₅:
V2O5+5Si→2V+5SiO2
Se agrega una pequeña cantidad de aluminio para mejorar la eficiencia de reducción y se agrega fluorita - para mejorar la fluidez de la escoria.
Separación de escoria y oro.: Una vez completada la reducción, la aleación de vanadio-hierro (alta densidad) se hunde hasta el fondo del horno y la escoria de silicato (baja densidad) flota.
Fundición y trituración: La aleación líquida se vierte en lingotes y, después de enfriar, se tritura hasta obtener grumos.
Características:
Mayor consumo de energía, pero el vanadio se puede recuperar de la escoria (fundición secundaria).
El producto suele contener entre un 50 y un 60 % de vanadio (por ejemplo, FeV50), con un alto contenido de silicio (requiere una desiliconización posterior).
2. Proceso de producción de aluminio térmico.
Guión: Producción de ferrovanadio con alto contenido de vanadio (como FeV80) o ferrovanadio de alta pureza, adecuado para pequeños lotes de productos de alto valor añadido.
Materias primas:
Óxidos de vanadio (V₂O₅ o V₂O₃).
Agente reductor: polvo de aluminio (Al)
Aditivos: limaduras de hierro (para regular el contenido de hierro en la aleación), clorato de potasio (KClO₃, como generador de calor)
Proceso:
Mezclar ingredientes: Mezcle VO₂O₅, polvo de aluminio y limaduras de hierro según la relación estequiométrica (el exceso de aluminio es aproximadamente del 10 % al 15 % para garantizar una recuperación completa).
Reacción de calcinación:
La mezcla se carga encrisol de magnesioy se enciende con una tira de magnesio para iniciar la reacción aluminotérmica:
3V2O5 + 10Al → 6V + 5Al2O3 + gran cantidad de calor (temperatura hasta2000 gradosy más).
La reacción es vigorosa, por lo que hay que controlar la velocidad para evitar salpicaduras.
Sedimentación y separación: Una vez completada la reacción, se deposita ferrovanadio líquido sobre la escoria de Al₂O₃ y, después de enfriar, se separa la escoria.
Refinación y fundición: Se pasa oxígeno para eliminar el aluminio si es necesario y finalmente se funden los lingotes.
Características:
No es necesaria una fuente de calor externa, aprovechando el calor generado durante la reacción, pero sí el elevado coste del aluminio.
El producto puede contener hasta un 80% de vanadio o más (por ejemplo, FeV80) con pequeñas cantidades de impurezas (Si, C, etc.).