1. Procés tèrmic per a la producció de silici elèctric (fosa en un forn d'arc elèctric)
Escenari: Producció de ferrovanadi amb contingut de vanadi baix a mitjà (per exemple, FeV50) adequat per a la producció a gran escala.
Matèries primeres:
Òxids de vanadi (per exemple, pentòxid de vanadi V₂O₅ o escòries de vanadi).
Agents reductors: ferrosilici (FeSi75), grànuls d'alumini
Flux: calç (CaO), espat fluor (CaF₂).
Procés:
Barreja d'ingredients: barreja V₂O₅, ferrosilici, calç en proporció (la calç s'utilitza per a l'escòria).
Reducció en un forn d'arc elèctric:
Escalfament fins a 1600 ~ 1750 grausforn d'arc elèctric trifàsic.
El silici en ferrosilici redueix el V₂O₅:
V2O5+5Si→2V+5SiO2
S'afegeix una petita quantitat d'alumini per millorar l'eficiència de la reducció i s'afegeix fluorita - per millorar la fluïdesa de l'escòria.
Separació d'escòries i or: un cop completada la reducció, l'aliatge de vanadi-ferro (d'alta densitat) s'enfonsa al fons del forn i l'escòria de silicat (baixa densitat) flota cap amunt.
Colada i trituració: L'aliatge líquid s'aboca en lingots i, després de refredar, s'aixafa en productes en trossos.
Característiques:
Major consum d'energia, però el vanadi es pot recuperar de l'escòria (fosa secundària).
El producte normalment conté entre un 50 i un 60% de vanadi (per exemple, FeV50), amb un alt contingut de silici (requereix una desiliconització posterior).
2. Procés de producció d'alumini tèrmic
Escenari: Producció de ferrovanadi amb alt contingut en vanadi (com FeV80) o ferrovanadi d'alta puresa, adequat per a petits lots de productes d'alt valor afegit.
Matèries primeres:
Òxids de vanadi (V₂O₅ o V₂O₃).
Agent reductor: pols d'alumini (Al)
Additius: llimadures de ferro (per regular el contingut de ferro en l'aliatge), clorat de potassi (KClO₃, com a generador de calor)
Procés:
Barreja d'ingredients: Barregeu V₂O₅, pols d'alumini, llimades de ferro segons la relació estequiomètrica (excés d'alumini al voltant del 10% ~ 15% per garantir la recuperació completa).
Reacció de calcinació:
Es carrega la mesclagresol de magnesii s'encén amb una tira de magnesi per iniciar la reacció aluminotèrmica:
3V2O5 + 10Al → 6V + 5Al2O{3 + gran quantitat de calor (temperatura fins a2000 grausi més).
La reacció és violenta, per la qual cosa s'ha de controlar la velocitat per evitar esquitxades.
Sedimentació i separació: Un cop finalitzada la reacció, el ferrovanadi líquid es posa en capes sobre l'escòria d'Al₂O₃ i, després de refredar-se, l'escòria es separa.
Refinació i fosa: Es fa passar oxigen per eliminar l'alumini si cal i finalment es colen els lingots.
Característiques:
No hi ha necessitat d'una font de calor externa, utilitzant la calor generada durant la reacció, sinó l'alt cost de l'alumini.
El producte pot contenir fins a un 80% de vanadi o més (per exemple, FeV80) amb petites quantitats d'impureses (Si, C, etc.).