Vanadiumgenvinding er et mål for, hvor meget af det vanadium, der kommer ind i en proces, der rent faktisk ender, hvor det er ønsket. Ved stålfremstilling betyder udtrykket normalt den del af vanadium i ferrovanadiumtilsætningen, der opløses i stålet i stedet for at rapportere til slaggen. I ferrolegerings- og slaggeforarbejdningsvirksomheden- betyder de samme ord den fraktion af vanadium, der udvindes fra en konverterslagge eller en malm. Begge tal er angivet i procent, og begge er følsomme over for driftspraksis, hvorfor to anlæg, der anvender den samme legering, kan rapportere udbytter med flere point fra hinanden.
Genvinding af ferrovanadium til stål
Vanadium har en høj affinitet for oxygen, så den styrende variabel er badets oxygenpotentiale i tilsætningsøjeblikket. I normal skeepraksis, med tilsætningen foretaget efter deoxidation og med argon-omrøring, er en genvinding på 90-95 % opnåelig. Restitutionen falder, når:
tilsætningen foretages, mens badet stadig oxiderer, f.eks. før deoxidationen af aluminium eller silicium er afsluttet;
slaggen er oxiderende eller høj i jernoxid, som returnerer vanadium til slaggen som V2O5;
materialet tilsættes for tidligt og udsættes for ovnatmosfæren i lang tid;
fint pulver påfyldes i hånden eller får lov til at sidde på slaggen i stedet for at blive injiceret under overfladen;
omrøring er utilstrækkelig, så uopløste partikler føres ind i slaggen med den første slaggeskæring.
Typiske plantetal, angivet som udbyttet af vanadium tilsat som FeV, er ca. 85-90% for en ovntilsætning og ca. 92-96% for en korrekt omrørt øse-tilsætning. Disse er driftsområder, ikke grænser fastsat af nogen standard: ASTM A102/A102M og GB/T 4139 specificerer legeringen, ikke procesudbyttet.
Hvorfor vanadium ender i slaget
Slagge er ikke blot affald i en vanadiumvarme; det er en parallel vanadiumstrøm. Grundlæggende oxygenovnsslagge fra vanadium-bærende varmt metal bærer typisk 12-20 % V2O5, og lysbueovnsslagge fra opvarmning af legeret stål kan bære 2-5 % V2O5 afhængigt af skrotblandingen og praksis. Vanadium fordeler sig mellem metal og slagger efter iltpotentialet og slaggens basicitet, så den samme varme vil miste mere vanadium til slaggen, når slaggen oxiderer og mindre, når den er stærkt reducerende.
Genvinding af vanadium fra slagg og rester
Saltristning og udvaskning.Standard industrielle rute. Slagg eller malm ristes med natriumcarbonat eller natriumchlorid ved ca. 750-850 grader for at omdanne vanadiumet til vand-opløseligt natriumvanadat og udvaskes derefter med vand. Vanadium udfældes fra udvaskningsvæsken som ammoniumvanadat og kalcineres til V2O5. Plantegenvindingen af vanadium i foderet ligger typisk i intervallet 80-90 %, med tabene spredt over ristning, udvaskning og nedbør.
Reduktiv genvinding fra slagge til en legering.Fordi vanadium i slagge er til stede som et oxid, kan det reduceres tilbage til metallet. Tilsætning af aluminium eller calcium til smeltet slagge reducerer oxidet, og vanadiet rapporterer til metalfasen, hvor det legeres med reduktionsmidlet og kan tappes af. Silicium og kulstof kan udføre den samme opgave ved højere temperatur.
Elektrisk lysbueovn og omformer behandling.Slagget smeltes i en lysbueovn eller behandles i en konverter, hvor oxygen blæses for at ændre slaggekemien og frigøre vanadium, og den vanadium-bærende fase adskilles for at vende tilbage til stålfremstillingsruten. Det genvundne materiale bruges derefter som erstatning for købt ferrovanadium.
Bearbejdning af rester og brugt katalysator.Brugte V2O5-baserede katalysatorer og vanadiumholdige rester fra den kemiske industri udvaskes i alkaliske eller sure medier og returneres til den samme udfældningsrute, som bruges til slagger.
Kontrol og måling af inddrivelse
Pålidelige genopretningstal kommer fra en massebalance, ikke fra en enkelt analyse. Vej og analyser den ladede legering, vej og analyser stålet ved tap, og analyser slaggen, foren derefter de tre. Standardpraksis for de understøttende analyser inkluderer ASTM A370 til verifikation af mekaniske egenskaber af det færdige stål og ASTM E1019 for carbon-, svovl-, nitrogen- og oxygenbestemmelser, hvor vanadium i sig selv normalt måles ved induktivt koblet plasma- eller røntgenfluorescens mod certificerede referencematerialer. Mindst to af de tre strømme bør udtages på samme varme, så balancen lukker inden for en defineret tolerance.
Ofte stillede spørgsmål
Q:Hvad er genvindingen af ferrovanadium i stålfremstilling?
A: Typisk 90-95 %, når legeringen tilsættes til en deoxideret, godt-omrørt øse, og omkring 85-90 % for en ovntilsætning, hvor badet og slaggen er mere oxiderende.
Q:Hvorfor tabes vanadium til slaggen?
A: Vanadium har en stærk affinitet til oxygen. Når slaggen er oxiderende eller høj i jernoxid, rapporterer vanadium til slaggen som V2O5 i stedet for at opløses i stålet.
Q:Hvor meget V2O5 indeholder konverterslagge?
A: Grundlæggende iltovnsslagge fremstillet af vanadium-holdigt varmt metal indeholder typisk 12-20 % V2O5, hvilket er grunden til, at det behandles som en vanadiummalm i stedet for at blive kasseret.
Q:Hvordan genvindes vanadium fra slagger?
A: Den sædvanlige industrielle vej er saltristning ved ca. 750-850 grader med natriumcarbonat eller natriumchlorid, vandudvaskning af natriumvanadatet, udfældning af ammoniumvanadat og kalcinering til V2O5. Reduktiv genvinding i en lysbueovn eller omformer anvendes, hvor et legeringsprodukt ønskes.
Q:Hvilken genvinding forventes fra slaggebehandling?
A: Omkring 80-90 % af vanadinet i foderet er et realistisk plantetal, med tab fordelt på ufuldstændig ristningskonvertering, udvaskning og nedbør.
Q:Hvordan skal recovery måles?
A: Ved massebalance på tværs af den påfyldte legering, stålet ved tap og slaggen, med hver strøm udtaget og analyseret på samme varme og vanadiumanalysen i parentes med certificerede referencematerialer.