Oporavak vanadijuma je mjera koliko vanadijuma koji ulazi u proces zapravo završava tamo gdje se želi. U proizvodnji čelika pojam obično znači frakciju vanadijuma u dodatku ferovanadija koji se rastvara u čeliku umjesto da se javlja u šljaku. U djelatnosti prerade ferolegura i šljake{2}}, iste riječi označavaju frakciju vanadijuma ekstrahovanu iz konvertorske šljake ili rude. Oba broja su navedena u procentima i oba su osjetljiva na radnu praksu, zbog čega dva postrojenja koja koriste istu leguru mogu prijaviti prinose u razmaku od nekoliko bodova.
Prerada ferovanadija u čelik
Vanadijum ima visok afinitet prema kiseoniku, tako da je kontrolna varijabla kiseonikov potencijal kupke u trenutku dodavanja. U normalnoj praksi lonca, uz dodavanje nakon deoksidacije i uz miješanje argona, postići je oporavak od 90-95%. Oporavak pada kada:
dodavanje se vrši dok kupka još oksidira, na primjer prije nego što se završi deoksidacija aluminija ili silicija;
šljaka je oksidirajuća ili bogata željeznim oksidom, koji vraća vanadij u šljaku kao V2O5;
materijal se dodaje prerano i dugo je izložen atmosferi peći;
fini prah se puni ručno ili se ostavlja na šljaci umjesto da se ubrizgava ispod površine;
miješanje je neadekvatno, pa se neotopljene čestice prenose u šljaku sa prvim rezom šljake.
Tipične biljne brojke, navedene kao prinos dodanog vanadijuma kao FeV, iznose oko 85-90% za dodavanje u peć i oko 92-96% za pravilno promiješano dodavanje kutlače. Ovo su radni rasponi, a ne ograničenja utvrđena bilo kojim standardom: ASTM A102/A102M i GB/T 4139 određuju leguru, a ne procesni prinos.
Zašto vanadijum završava u šljaci
Šljaka nije samo otpad u vrućini vanadijuma; to je paralelna struja vanadijuma. Šljaka iz baznih peći za kiseonik iz vrućeg metala koji sadrži vanadij- obično nosi 12–20% V2O5, a šljaka iz elektrolučne peći od legiranog čelika može nositi 2–5% V2O5 u zavisnosti od mješavine otpada i prakse. Vanadijum se raspoređuje između metala i šljake prema potencijalu kiseonika i bazičnosti šljake, tako da će ista toplota izgubiti više vanadija na šljaku kada šljaka oksidira, a manje kada se snažno redukuje.
Obnavljanje vanadijuma iz šljake i ostataka
Pečenje soli i luženje.Standardna industrijska ruta. Šljaka ili ruda se prže sa natrijum karbonatom ili natrijum hloridom na otprilike 750–850 stepeni da bi se vanadijum pretvorio u vodi{3}}rastvorljiv natrijum vanadat, a zatim se izluži vodom. Vanadijum se istaloži iz lužnog lužina kao amonijum vanadat i kalciniše do V2O5. Iskorištavanje vanadijuma u pogonu je tipično u rasponu od 80-90%, sa gubicima raspoređenim kroz konverziju prženja, ispiranje i precipitaciju.
Redukcioni oporavak iz šljake u leguru.Budući da je vanadij u zguri prisutan kao oksid, može se reducirati natrag u metal. Dodavanje aluminijuma ili kalcijuma u rastopljenu zguru smanjuje oksid, a vanadij se javlja u metalnu fazu, gde se legira sa redukcionim nosačem i može da se odvoji. Silicijum i ugljenik mogu obavljati istu funkciju na višoj temperaturi.
Elektrolučna peć i tretman pretvarača.Šljaka se topi u elektrolučnoj peći, ili se obrađuje u konvertoru gdje se kisik upuhuje kako bi se pomaknula kemija šljake i oslobodio vanadij, a faza koja sadrži vanadij- se odvaja za povratak na put proizvodnje čelika. Oporavljeni materijal se zatim koristi kao zamjena za kupljeni ferovanadij.
Obrada ostataka i istrošenog katalizatora.Potrošeni katalizatori na bazi V2O5- i ostaci koji sadrže vanadijum iz hemijske industrije se izlužuju u alkalnim ili kiselim medijima i vraćaju na isti put taloženja koji se koristi za šljaku.
Kontrola i mjerenje oporavka
Pouzdani podaci o oporavku dolaze iz bilansa mase, a ne iz jedne analize. Izvagajte i testirajte napunjenu leguru, izmjerite i testirajte čelik na slavini, i analizirajte zguru, a zatim pomirite sve tri. Standardna praksa za prateće analize uključuje ASTM A370 za verifikaciju mehaničkih svojstava gotovog čelika i ASTM E1019 za određivanje ugljika, sumpora, dušika i kisika, sa samim vanadijem koji se obično mjeri induktivno spregnutom plazmom ili X{4}} fluorescencijom u odnosu na certificirane referentne materijale. Najmanje dva od tri toka treba uzorkovati na istoj toplini, tako da se vaga zatvori unutar definirane tolerancije.
Često postavljana pitanja
Q:Kakav je oporavak ferovanadija u proizvodnji čelika?
O: Obično 90-95% kada se legura dodaje u deoksidiranu, dobro{2}}promiješanu kutlaču, i oko 85-90% za dodavanje u peći gdje kupka i šljaka više oksidiraju.
Q:Zašto se vanadijum gubi u šljaci?
O: Vanadijum ima jak afinitet prema kiseoniku. Kada je šljaka oksidirajuća ili ima visok sadržaj željeznog oksida, vanadij se javlja šljaci kao V2O5 umjesto da se otapa u čeliku.
Q:Koliko V2O5 sadrži konvertorska šljaka?
O: Osnovna šljaka iz peći za kiseonik proizvedena od vrućeg metala koji sadrži vanadijum- obično sadrži 12–20% V2O5, zbog čega se prerađuje kao ruda vanadijuma, a ne odbacuje.
Q:Kako se vanadij izvlači iz šljake?
O: Uobičajeni industrijski put je pečenje soli na oko 750-850 stepeni sa natrijum karbonatom ili natrijum hloridom, ispiranje natrijum vanadata vodom, taloženje amonijum vanadata i kalcinacija do V2O5. Redukcioni oporavak u lučnoj peći ili konverteru se koristi tamo gde se želi proizvod od legure.
Q:Kakav se oporavak očekuje od prerade šljake?
O: Otprilike 80–90% vanadijuma u hrani predstavlja realnu biljnu cifru, sa gubicima podijeljenim između nepotpune konverzije prženja, ispiranja i taloženja.
Q:Kako treba mjeriti oporavak?
O: Balansom mase napunjene legure, čelika na slavini i šljake, pri čemu je svaki tok uzorkovan i analiziran na istoj toplini, a analiza vanadijuma je uključena sa certificiranim referentnim materijalima.