Tasso di recupero del ferro vanadio: spiegazione della resa metallurgica

Due numeri diversi sono entrambi chiamati tasso di recupero

Nella produzione di ferrovanadio, il recupero descrive la quantità di vanadio contenuto nella carica che finisce nella lega finita. Nella produzione dell'acciaio, la stessa frase descrive la quantità di vanadio aggiunto come FeV che viene trattenuto nel calore anziché trasformarsi in scorie e fumi. I due dati sono misurati su apparecchiature diverse e non possono essere confrontati. La resa produttiva viene solitamente quotata fase per fase, mentre la ritenzione della produzione dell'acciaio dipende dalla pratica di disossidazione, dalla basicità delle scorie e dalla temperatura di spillatura.

Il ferrovanadio stesso è raramente il punto di partenza. La catena commerciale inizia con scorie contenenti vanadio-provenienti dalla produzione dell'acciaio, concentrato di vanadio o flussi secondari come catalizzatori esauriti e residui.

Fase 1: Estrazione da scorie e concentrati

Il percorso industriale dominante per le scorie di produzione dell'acciaio contenenti vanadio- è l'arrostimento del sale o del calcio, seguito dalla lisciviazione con acqua o acido. La tostatura converte il vanadio in un vanadato solubile; la lisciviazione lo trasferisce poi in soluzione; la purificazione mediante precipitazione, scambio ionico o estrazione con solvente produce un ossido di vanadio di grado tecnico-. L'estrazione del vanadio riportata per un circuito di tostatura e lisciviazione ben gestito rientra generalmente nell'intervallo dell'80-90%, con perdite suddivise tra le fasi di spinello non reagito e la gestione della soluzione.

Il recupero del vanadio dalle risorse secondarie è più variabile. La lavorazione del catalizzatore esaurito in genere riporta un'estrazione inferiore rispetto alla lavorazione delle scorie perché il vanadio è bloccato in una matrice diversa e la composizione dell'alimentazione varia da lotto a lotto.

Fase 2: purificazione in ossido di vanadio

Il liquore di lisciviazione viene aggiornato a scaglie di pentossido di vanadio o ad un altro ossido fuso. La purezza in questa fase conta più del recupero totale: l'alluminio, il silicio, il ferro e il sodio trasportati nella fase di riduzione consumano il riducente e diluiscono la lega. La rimozione di questi elementi di solito costa una piccola quantità di vanadio, motivo per cui un circuito che riporta un recupero del 95% in soluzione può comunque riportare solo un recupero del 90% circa in un ossido accettabile.

Fase 3: Riduzione alluminotermica e resa di fusione

L'ossido di vanadio purificato viene ridotto con l'alluminio in presenza di rottami di ferro o acciaio in un recipiente rivestito di refrattario-. La reazione è fortemente esotermica e auto-propagante; il ferro diluisce la lega a un livello di vanadio controllato. La riduzione del V2O5 con l'alluminio richiede circa 0,8-1,0 kg di alluminio per kg di vanadio contenuto nell'alimentazione, a seconda del grado di ossido e del contenuto di ferro della carica.

Le perdite di vanadio in questa fase si riferiscono alle scorie, alle polveri raccolte dal sistema fumi e al cranio rimasto nel recipiente. Rese pari a circa il 90{2}}95% sono ottenibili dove la carica è secca, ben miscelata e il grado di ossido è costante; L'alimentazione di ossido umido o fine e la scarsa separazione delle scorie metalliche sono le due cause più comuni di perdita di rendimento. I gradi di ferrovanadio e le relative condizioni di consegna sono coperti da ASTM A102, ISO 5448 e GB/T 4139, che definiscono anche i requisiti di campionamento per la lega.

Fase 4: Frantumazione, calibratura e riciclaggio dei fini

Il FeV fuso viene frantumato e vagliato fino a raggiungere una dimensione di consegna, molto spesso 10-50 mm. Lo screening crea inevitabilmente una frazione di multe. I fini non sono materiale perduto: vengono bricchettati o ricaricati nel ciclo di riduzione successivo, quindi il recupero complessivo del vanadio di un impianto dipende in larga misura da quanto del flusso di fini viene riciclato invece che venduto a prezzo scontato.

Quando si controlla un fornitore, le domande utili sono quali fasi vengono misurate, se la resa viene calcolata sul vanadio contenuto o sul peso dell'ossido e come vengono gestite le parti fini. Un singolo numero di recupero misto senza una suddivisione in fasi non è verificabile.

Domande frequenti

Q:Qual è un recupero realistico del vanadio dalle scorie di produzione dell'acciaio?
R: I circuiti di torrefazione e lisciviazione ben gestiti in genere riportano un'estrazione dell'80-90% di vanadio dal liquore. Il bilancio riporta le fasi di scoria non reagita, i residui e le perdite di gestione della soluzione.

Q:Quale recupero può ottenere la riduzione alluminotermica?
R: Circa il 90-95% durante il funzionamento normale. Le perdite vanno alle scorie, alle polveri dei fumi e al cranio del vaso; il grado di ossido costante e l'alimentazione secca e ben miscelata sono le leve principali.

Q:Il recupero è diverso per FeV50 e FeV80?
R: Il percorso chimico è lo stesso, ma gradi di vanadio più elevati richiedono una carica più calda e un controllo più rigoroso del bilancio riducente, quindi la resa di fusione tende ad essere leggermente inferiore e più sensibile alla qualità dell'alimentazione.

Q:In che modo la ritenzione della produzione dell'acciaio differisce dalla resa di produzione?
R: La ritenzione della produzione dell'acciaio misura la quantità di vanadio aggiunto che rimane nel calore. È governato dalla disossidazione, dalla composizione delle scorie e dalla temperatura di prelievo, ed è un sistema metrico per l'acciaieria piuttosto che un sistema metrico per l'impianto di ferroleghe.

Q:La generazione di fini riduce il recupero complessivo del vanadio?
R: Solo se le multe non vengono riciclate. Quando un impianto bricchetta e ricarica i suoi fini, le perdite di dimensionamento rimangono al di sotto di circa l'1-3% del vanadio contenuto.