DE1758399C3 - Verfahren zur Herstellung von Ferrovandium - Google Patents

Description

3°

10 U/Min, umläuft, um immer wieder neue Schichten des flüssigen Metalls und der flüssigen Schlacke miteinander in Berührung zu bringen und so die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen. Die Umlaufgeschwindigkeit des Reaktionsbehälters darf jedoch nicht so hoch werden, daß sich Metall und Schlacke vermischen. Die als Reduktionsmittel verwendete Siliziumlegierung kann flüssig oder fest, in Pulverform oder in Form größerer Teilchen zur Schlacke zugegeben werden. Schlacke und Reduktionsmittel werden dem Reaktionsbehälter jedoch so zugegeben, daß das Reduktionsmittel im Überschuß vorhanden ist, wodurch sich leicht schwerschmelzende siliziumreiche Legierungen bilden, was wiederum den Nachteil zur Folge hat, daß sich Schlacke und Metall nur schwer voneinander trennen lassen. Dieses Verfahren hat weiter den Nachteil, daß nicht jede beliebige vanadiumhaltige Schlacke als Ausgangsmaterial verwendet werden kann, sondern eine Schlacke ganz bestimmter Zusammensetzung speziell hergestellt werden muß.

Aus der US-PS 1 901 367 ist ein dreistufiges Verfahren zur Herstellung niedriggekohltcr Metalle und Legierungen, darunter Ferrovanadium, bekannt, bei dem eine metalloxidreiche Schlacke in Gegenwart des zuerst hergestellten niedriggekohlten Metalls mit einem thermischen Reduktionsmittel, wie Silizium, Aluminium, Kalzium oder Legierungen dieser Elemente mit Metallen, in solcher Menge behandelt wird, daß das hierbei entstehende Metall nur unbedeutende Mengen an Reduktionsmittel enthält, und danach der verbleibenden Schlacke eine solche Menge eines thermischen oder kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels zugesetzt wird, daß das hierbei entstehende Metall reich an dem zugesetzten Reduktionsmittel ist. Auch dieses Verfahren hat den Nachteil, daß nicht jede beliebige Sch'acke, sondern nur eine speziell hierfür durch Reduktion eines entsprechenden Erzes hergestellte Schlacke verwendet werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das in der zweiten Stufe anfallende Metall mit dem verwendeten Reduktionsmittel hoch verunreinigt ist. und schließlich enthält das als Endprodukt anfallende Metall — im Falle eines nichtrostenden Chromstahls — nur bis zu 19°/o Chrom.

Aus der US-PS 2 256 901 ist ein einstufiges Verfahren zur Herstellung von Ferrolegierungen, darunter Ferrovanadium, direkt aus Erzen in einem elektrischen Induktionsofen bekannt, bei dem die oxidischen Erze mittels Silizium in Form von Ferro-Silizium, Kalziumsilizid oder anderen Siliziumlegierungen unter Zusatz basischer Zuschläge und in Gegenwart von 33 bis 66 Vol.-°/o der als Endprodukt entstehenden Ferrolegierung, bezogen auf das Gesamtvolumen aus Legierung, Erz, Zuschlag und Schlacke, unter heftigem Rühren reduziert werden. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß beträchtliche Mengen hochprozentiger Ferrolegierung als Ausgangsmaterial eingesetzt werden müssen, wobei ein Teil des mit dem Eisen legierten Metalls wieder durch Schlackenbildunj: verlorengeht und das Endprodukt einen geringeren Prozentsatz an Nichteisenmetall enthält.

Der Erfindung liegt die Aufgalu zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zur Herstellung von Ferrovanadium aus Schlacke zu schaffen, das einfach und wirtschaftlich ist und bei dem eine tmte Ausbeute an Vanadium aus der Raffinierungs-

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60 schlacke erhalten wird und bei dem gleichzeitig das Ferrovanadium einen Vanadiumgehalt von mindestens 50% besitzt.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß

(1) der als Ausgangsmaterial verwendeten Schlacke ein Reduktionsmittel in einer derartigen Menge zugesetzt wird, daß ein wesentlicher Anteil des Eisenoxyds in der Schlacke in bekannter Weise zu metallischem Eisen reduziert wird, während praktisch kein Vanadiumoxyd in der Schlacke reduziert wird, und daß nach Entfernung des reduzierten Eisens die flüssige vanadiumoxydreiche Schlacke

(2) mit den starken Reduktionsmitteln in einer Menge behandelt wird, die ausreicht, um das restliche Eisenoxyd sowie den Hauptanteil des Vanadiumoxyds zu reduzieren, wobei das Reduktionsmittel allmählich unter heftigem und kontinuierlichem Rühren zur Verhinderung hoher lokaler Reduktionsmittelkonzentrationen zugesetzt wird, und anschließend das auf diese Weise erhaltene Ferrovanadium von der Schlacke in herkömmlicher Weise abgetrennt wird.

In der ersten Stufe wird als Reduktionsmittel zweckmäßigerweise 75°/_oiges Ferrosilizium verwendet. Ferrosilizium mit einem niedrigeren Siliziumgehalt, wie beispielsweise einem Gehalt von 45°/₀ Si oder andere Materialien können jedoch ebenfalls verwendet werden, wenn nur von dem Reduktionsmittel genau soviel verwendet wird, daß praktisch nichts von dem in der Schlacke vorhandenen Vanadiumoxyd reduziert wird und die erhaltene Schlacke ein V-Fe-Verhältnis aufweist, das dem der Zusammensetzung der gewünschten Legierung, beispielsweise 50% V, entspricht. In der zweiten, letzten Reduktionsstufe wird ein siliziumhaltiges Reduktionsmittel verwendet, vorzugsweise 90°/_oiges FeSi oder metallisches Silizium. In dieser Reduktionsstufe können auch Legierungen, wie KaI-zium-Sihzium, beispielsweise aus 30% Kalzium und 60% Silizium, Aluminium-Silizium, beispielsweise 30% Aluminium und 65% Silizium, oder Kombinationen davon verwendet werden.

In der ersten Reduktionsslufe wird die Reduktion zweckmäßig bei einer Temperatur von 1550 bis 1750° C, vorzugsweise jedoch bei einer Temperatur von 1600 bis 1700⁰C, durchgeführt. In der zweiten Reduktionsstufe liegt die Reduklionstemperatur innerhalb des Bereiches von 1600 bis 1700^cC.

Wie bereits erwähnt, ist es von besonderer Bedeutung, daß die Reduktion in der zweiten Reduktionsstufe unter heftigem und kontinuierlichem Rühren und außerdem unter sorgfältig gesteuerter, allmählicher Zugabe des Reduktionsmittel zu der Schlacke durchgeführt wird. Der Grund für die Bedeutung dieser Maßnahme ergibt sich aus der folgenden Beschreibung, in der auch andere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert werden.

Das Schmelzen der vanadiumoxydhaltigen Raffinationsschlacke kann vorteilhafterweise in einem elektrischen Lichtbogenofen der gleichen Konstruktion stattfinden, wie sie bei dem herkömmlichen Stahlofen üblich ist, bei dem jedoch bestimmte Anpassungen vorgenommen wurden, die eine Behandlung der großen Schlackenmengen ermöglichen (je Gewichtsteil erzeugtem metallischem Eisen sind 2 bis 4 Gewichtsteile Schlacke zu verarbeiten).

■ j π λ^λά ctpiPt die Liquiduskune steil an, so daß eine Legierung Eine hohe Ausbeute an Vanadium in der EndredJk- *?&ακ *\ _{umgehaIt von} 20%, eine Liquidus-.,Üonsstufe der Schlacke kann am besten erzielt wetden ^u. einem >, ^.^

wenn man eine leicht fließfähige, mäßig .basische temperatur vo^ ^^ _{Gründen k}„_nnen ^. _der Schlacke, beispielsweise eine Schlacke mit einem aus u _vanadiumhaltiger Schlacke, beispielsprozentualen Verhältnis von CaO:SiO₂ von etwa Keuuu _{sjlizium unter Bindung} unverhältnismäßig 1,0 bis 2,0 und einem Prozentgehalt von MgO 7 Aischen veisv..1 „... · _engen schwerschmelzende Phasen "2 und 10, verwendet. Die notwendigen basischen grouer _werden, und wenn derartige Phasen

Anteile in der Schlacke, vorzugsweise gebrannter kalk loxai_er^i ^^ ^ _{sjch durch Umsetzuflg mjt} und Dolomit, werden zweckmäßig wahrend des erzeugi _Sc'_hrnelze äußerst schwer wieder lösen.

,Schmelzens in dem elektrischen Lichtbogenofen züge- " ™^τ £££_{Fsaen wird e}in Metall mit einem hohen setzt. ' . ,—,„-uoit erhalten und der restliche Vanadium-

Um die Viskosität der erhaltenen Schlacke zu ver- ^Sll""^S2ke ist hoch. Unter diesen Umständen mindern, kann gewünschtenfalls Alum.niumoxyd in gehalt'^{aer sc} _sch_wierjg. Schlacke und Metall vongeringer Menge, beispielsweise in einer Menge von ^wird ^ ™_nnen

2 bis 20°/₀, zugesetzt werden. . ¹⁵ "",^i"=™ Schwierigkeiten zu vermeiden, erfolgt bei

Um eine fließfähige Schlacke zu erhalten, ist es U*id£*^™^ie _v*_{rh cnden} Erfindung eine sorg-

außerdem erforderlich, die Temperatur in dem elek- ^ ^V™™ J^«^ Zugabe des Reduktiont irischen Lichtbogenofen vor dem Abstechen auf min- fal g und genau g Konzentralionen

destens 1650⁰C zu erhöhen. Während des Abstechen, ^"^'"^^S'lokal in der Schlacke nicht aus-.wird das flüssige Eisen (der flüssige Stahl) .η eine «> ™™*^™_A^ _G^ rf^ fo Zu&bt Kokillengußform geleitet, um es in eine fur das ab- bilde" ^k~ *_{miuds vorle}ilhafterweise während schließende erneute Schmelzen geeignete Form zu des MjWUe _{ZeitraumS( beispiel;},_weise

bringen. Die Schlacke wird in e.ne vorgehe,^ Gieß- «?« ^f"^; Minuten, und unter gleichartigem pfanne abgelassen, wonach mit der Endredukt.on der Jjjrcnd J b s 5 M, ^^g g^

Schlacke begonnen wird. ²⁵ xonunuiciin-iit

In metallurgischen Verfahren konzentriert oder Zugabe^erfolgt. _{d fe siliziumhaltige}

re chert man bekanntlich besonders wertvolle Metalle, Wenn in aer cnui , · . _a„R_Prr1f,m

wie Titan und Chrom, die in Rohmaterialien vornan- Reduktionsmittel verwendet v^-den.«^^s außerdem den sind, dadurch an, daß man zunächst den leichter von großer Bedeutung die: ηja«malc^^f ^de reduzierbaren TeU des Rohmaterials, beispielsweise 30 reduzierenden Metalls zu begrenzen^ WeJj« ^Ue das Eisen, reduziert und das reduzierte Eisen an- Körner verwendet, so wird ein ^sJ«^r _^!ΐ=™^ schließend von dem auf diese Weise erhaltenen Pro- Ferrovanadium in der ^«ⁿf«*jht um d e Körner dukt, das mit dem besonders wertvollen Metall an- gebildet, was wiederum «"^™¹" "ΐ^·^¹¹' gereichert ist. abtrennt. Ein Beispiel für ein derartiges dung von schwer sehmelzende:n; Phasen fuhren kann Verfahren ist das Schmelzen von Ilmenitkonzentrat 35 Andererseits darf d.e Teilchengröle der ^ierendurch selektive Reduktion von Eisen und Anreicherung den Verbindungen nicht zu klein se η da sons hohe von TiO₂ in der Schlacke. Bei dem vorliegenden Ver- Verluste durch Liiftoxyda ion und gleichzeitig Schwiefahren wird diese selektive Reduktion mit einer r.gke.ten beim Ingangsetzen der Reaküon 1jervo Weiterreduktion der verhältnismäßig eisenarmen gerufen werden können. Aus diesen Gründen wird die Schlacke in der Weise kombiniert, daß ohne weitere 4« Korngröße des reduzierenden Metalls vorzugsweise Wärmezufuhr und mit einer sehr einfachen Verfahrens- auf zwischen etwa 0,2 und 5 mm begrenzt vorrichtung Legierungen mit einem Gehalt an Vana- Die Endreduktion der Schlacke erfolgt am zweck-

dium von 50 »/„oder darüber und mit e.ner Ausbeute mäßigsten in der Gießpfanne, die zum Auffangen der an Vanadium erhalten werden können, die sich nicht abgestochenen Schlacke verwendet wurde. Die Gießwesentlich von der Ausbeute unterscheidet, die man 45 pfanne muß mit einer Einrichtung versehen sein die unter Verwendung des sehr komplizierten herkömm- ein heftiges und kontinuierliches Bewegen der Schlacke liehen Verfahrens erzielt. ermöglicht. Hierzu können sich verschiedene Arten

Die Herstellung von Ferrolegierungen durch Reduk- der Rotation und möglicherweise Oszillation der tion eines geschmolzenen Erzes mit siliziumhaltigem Gießpfanne als geeignet erweisen Ein geeignetes Reduktionsmaterial ist bekannt, desgleichen die Her- 5° Durchrühren der Schlacke in der Gießpfanne kann stellung von Ferrochrom mit einem geringen Kohlen- auch dadurch erzielt werden, daß wan die Reduktionsstoffgehalt. Bei diesem Verfahren werden große Men- mittel in die Schlacke mit einem Tragergas, wie beigen an geschmolzenem Erz in kurzer Zeit mit großen spielsweise Stickstoff, einblast. „ ,, , . Mengen Reduktionsmittel, vorzugsweise einer Cr-Si- Während des Abstechens der Schlacke aus dem Legierung, in Kontakt gebracht. In diesem Verfahren 55 elektrischen Lichtbogenofen darf die Temperatur, ist es jedoch nicht möglich, hohe lokale Konzentra- wie bereits erwähnt, nicht unter 1650 C fallen. Da die tionen an Silizium zu vermeiden. Bei der Herstellung Reduktion der Schlacke ein exothermer Vorgang ist, von Ferrovanadium kann dies zur Bildung von ist es möglich, diese Temperatur wahrend der Redukschwerschmelzbaren Verbindungen aus Silizium und tion der Schlacke aufrechtzuerhalten Nach vervoll-Vanadium führen. In diesem Zusammenhang sei 60 ständigter Reduktion ist die Schlacke dabei noch beispielsweise auf das System Vanadium—Silizium leicht fließfähig, und die Abtrennung der Endschlacke verwiesen, das nach Vogel und Jentzsch— von dem gebildeten Ferrovanadium bereitet keine Uschinski, Arch. Eisenhüttenwesen, 13, S. 403 Schwierigkeiten. _ (1940), eine Liquiduskurve besitzt, die bei etwa 2150⁰C Die Zusammensetzung der erzeugten Legierung und etwa 25°/₀ Silizium ein Maximum aufweist. Die 65 hängt von dem während der selektiven Reduktion in Liquiduskurve des ternären Systems V-Fe-Si besitzt dem elektrischen Lichtbogenofen erzielten V-Fe-Verein Minimum bei etwa 5 % Si und einem V-Fe-Verhält- hältnis ab. Beim vorliegenden Verfahren kann in der nis von 0,8 bis 1,2. Mit zunehmendem Siliziumgehalt Schlacke aus dem elektrischen Lichtbogenofen ein

■ink- on Pinn^tellt werden V-Fe-Verhältnis von 1,0 bis 2,0 eingestellt weraen. Um jedoch eine befriedigende Ausbeute an Vanadium durch diese Reduktion zu erzielen, ist es erf rderhch, das reduzierende Metall .η einem besümmten Über

schuß zuzusetzen, so daß '" J™ g^^

vanadium ein bestimmter

wird. Wenn als ^^^J^

wird, so muß eine solche Menge z^

daß ein Siü/.umgehalt von mindestes , u ü

erzeugten Legierung erha Ken.»na. Die zum. bch

Ä ^^ÄlSÜ^ /on ,0-/. Sertert werden kann, so wird der Vanadiumgehalt Sr Fndschlacke auf 1.5 herabgesetzt. Bei einem SiI/mmgehalt von 5% in dem erzeugten F-erro- is vanadium sollten normalerweise keine Schwiengkeiten bestehen den Vanadiumgehalt der Endschlacke bei einem Maximum von 2%V zu hallen. Wenn als Rohmaterial beispielsweise eine Schlacke mit einem GeHt von 15 % V verwendet wird, so w.rd be. dem a« Gesamtverfahren e.ne ^MinVwtom _ΑΤ-

etwa 80% «^h^^d^f_ffS^UJSe?Verfahr«.

beute ist. wie sie bei dem herkommlicnen

aus Schlacke über Vanad.umoxyd zu I errovanaoium

erhalten wird. _halt;™_n Fisenerze enthalten

Die meisten Vanadmmhahipn^nem en .

nicht unbedeutende Mengen an Titan ^„estelltem Raffinieren von aus^ derart gen EonJ^rjatel t Eisen erhaltene Schlac e enthalt de J ^

nismäß.g große Mengen Titanoxyd.i>oiang

reduktion der Sch tacke mrt «nm J^» redu₇,erendem M^etall mn rhalb der ^

Gren/en durch gefuhrt^ wird, wirflj ^„^

ganger Anteil d« vorhandenen ^u ) _{und Tltan} So kann aus einer Schlacke me Endschlacke

_im verhältnis vor jwj 4 1 ^^_{)00: t erhalten} mit einem V-Ti-Vernaunis vuu 1000 kg dieser Schlacke wurden mit 700 kg gebrann-_Kalkund 90 kg 75°/„igem Ferrosilizium versetzt.

gm ^^r^den gründlich durchmischt und ü« M . B _{Stunden in} ^ _dektrf_

Komm eingebracht. Nachdem die

gesamte Beschickung in den Ofen eingebracht war, g Temperatur etwa 1700⁰C. Eine Probe der

Schlacke wurde abgezogen und spektrographisch un _Laboratorium analysiert. Die Schlacke wurde aus dem Gießpfanne abgezogen; für je 1000 kg _Rolischlackc erhielt man 1400 kg Schlacke «terWnden Zusammensang:

Wenn d.e vanadiumoxydhaltige Schlacke Elemente, wie Mangan und Chrom, enthält, so begleiten diese E emente das Vanad.um in das Endprodukt. NormalerweiSrt die Anwesenheit dieser Elemente zu keiner-JeT Schwierigkeiten bei der Anwendung des hergestellten Ferrovanadiums.

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung.

8,51% V,
23.2»/„S.O..
44,5% CaO.

4,5% MgO,

5,is% heO,

2,8%TiO₂.

_O.75% MnO. ₀_₃₅ o_{/o CrOa}.

* Zugleich wurden etwa 425 kg Stahl mit einem Gehalt von etwa 0,3% C, 0,02% S, und 0,25% V erhalten.

Gießpfanne mit den 1400 kg flüssiger Schlacke ^^ ^ ^.^ ^ kontinuierlichem Rühren

mit Ferrosilizium beschickt, das mit Hilfe eines scha^beschickers zugesetzt wurde. Die verwendete Menge an reduzierendem Material fußte auf dem g^ ^ _{hischen Analyse der Schlacke}.

^ ^. _n ^. .^ ^^ _{ios&!S!iml 83} j,_{g ΆΤ}

90%igem Ferrosilizium verwendet, die während

₁₈ JJg_{11116n zugesetzt wurden}. Nach der Endbehand-

^ _{Temperatur elwa 1650}o_{c Die} c_ieß.

_{fanne wurde daraufhin in eine} Kok.llengußform _{ent]eert> die mil} Vorrichtungen zum Abtrennen der Schlacke von dem erzeugten Ferrovanadium versehen _war. _{Es wurden} insgesamt 169 kg Legierung erzeugt, _{dje dje folgende Zusammen}setzung besaß:

₅₇™,_{o v},
_32] 0 _{o Fe}, _Mo_{/o si},

^₇ „^ _Cr,
0,20% Ti.

Zusammensetzung erhalten:

1,7 % V (als V₂O₃), 0,8% Fe (1,1% FeO), Es wurde eine Schlacke mit folgender Zusammen- 50 ₄₆o_/o C₃Q,

setzung verwendet: 34,5% SiO,

Die Ausbeute an Vanadium in dem Gesamtverfahren 55 von der Raffinationsschlacke zur Legierung betrug

Sä°mtliche Angaben über Prozente beziehen sich, sofern nicht anders angegeben, auf das Gewicht eines Bestandteiles, bezogen auf die Summe der Gewichte 60 sämtlicher Bestandteile.

Beispiel

158 °'° SiO ² 4%'°TiO² ₂',

'⁰

05 °/° CaO 37',2%FeO,' 18,7% metallisches Eisen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Ferrovanadium mit einem Vanadiumgehalt von mindestens 50% unmittelbpr aus Schlacke, die bei der Erzeugung von vanadiumhaltigen Roheisen anfällt und 6 bis 20% V (anwesend als Oxyd), 10 bis 30% SiO, und 20 bis 45% FeO enthält, durch Herstellung einer eisenoxidarmen Schlacke in einer ersten Verfahrensstufe und Reduktion der so hergestellton vanadiumoxiüreichen Schlacke mit den starken Reduktionsmitteln Silizium, Ferrosilizium oder anderen Siliziumlegierungen in einer zweiten Stufe, dadurch gekennzeichnet, daß

(1) der als Ausgangsmaterial verwendeten Schlacke ein Reduktionsmittel in einer derartigen Menge zugesetzt wird, daß ein wesentlicher Anteil des Eisenoxyds in der Schlacke in bekannter Weise zu metallischem Eisen reduziert wird, während praktisch kein Vanadiumoxyd in der Schlacke reduziert wird, und daß nach Entfernung des reduzierten Eisens die flüssige vanadiumoxydreiche Schlacke

(2) mit den staiken Reduktionsmitteln in einer Menge behandelt wird, die ausreicht, um das restliche Eisenoxyd jowie den Hauptanteil des Vanadiumoxyds zu reduzieren, »vobei das Reduktionsmittel allmählich unter heftigem und kontinuierlichem Rühren 2ur Verhinderung hoher lokaler Reduktionsmittel ionzentrationen zugesetzt wird, und anschließen das auf diese Weise erhaltene Ferrovanadium > on der Schlacke in herkömmlicher Weise abgetrennt wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal. man in der ersten Reduklionsstufe Ferrosiliziui'i mit einem Siliziumgehalt von etwa 75% in einei Menge verwendet, die den Mengen an Vanadiuiinoxyd und Eisenoxyd in der Schlacke derart ai gepaßt ist, daß nach der Reduktion eine Schlack; erhalten wird, die ein V-Fe-Verhältnis aufweitt, das der gewünschten Zusammensetzung der a js der zweiten Reduktionsstufe erhaltenen Legien ng entspricht.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da 3 man während der ersten Reduktionsstufe Kalk in deraniger Menge zusetzt, daß die Schlacke nach der Enclreduktionsstufe ein CaO-SiO₂-Verhältnis zwischen 1,0 und 2,0 aufweist.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schlacke zusätzlich mit einem Magnesiumcxyd und bzw. oder Aluminiumoxyd enthaltenden Flußmittel in solchen Mengen versetzt, daß der Gehall an MgO und Al₂O₃ in der Endschlacke zwiscl en 2 und 10 ',„ bzw. 2 und 20°'_o liegt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die erste Reduktionsstufe bei einer Temperatur von 1550 bis 1750⁰C und die zweite Redukt onsstufe bei einer Temperatur von 1600 bis 1700' C durchführt.

6. Verfahren ge näß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionsmittel in der zweiten Reduktionsstufe Korngröße zwischen 0,2 und 5 mm aufweisen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ferrovanadium mit einem Vanadiumgehalt von mindestens 50% unmittelbar aus Schlacke, die bei der Erzeugung von vanadiumhaltigen Roheisen anfallt und 6 bis 20% V (anwesend als Oxid), 10 bis 30" ü SiO., und 20 bis 45% FeO enthält, durch Herstellung einer eisenoxidarmen Schlacke in einer ersten Verfahrensstufe und Reduktion der so hergestellten vanadiumoxidreichen Schlacke mit den starken Reduktionsmitteln Silizium, Ferrosilizium oder anderen Siliziumlegierungen in einer zweiten Stufe.

Die beim Raffinieren von Roheisen erhaltenen vanadiumhaltigen Schlacken enthalten im allgemeinen 6 bis 20% Vanadium (als Oxyd), 10 bis 30% SiO₂ und 20 bis 45% FeO. Außerdem kann die Schlacke verschiedene Mengen TiO₂ und Al₂O₃ neben anderen Oxyden enthalten. Die Schlacken können darüber hinaus unterschiedliche Mengen an metallischem Eisen (2 bis 40%) enthalten.

Nach den zur Zeit zur Herstellung von Vanadium angewandten Verfahren werden die vanadiumhaltigen Schlacken zerkleinert, mit einem Natriumsalz, wie Natriumchlorid oder Soda, vermischt und bei Temperaturen von 800 bis 1200 C geröstet, wodurch die Hauptmenge des vorhandenen Vanadiums in eine wasserlösliche Natriumverbindung, nämiich das NaVO.,, umgewandelt wird. Nach Auslaugen in Wasser und Ausfällen von möglicherweise vorhandenen Verunreinigungen wird der pH-Wert der Lösung so eingestellt, daß Vanadiumpentoxyd V₂O₅ ausgefällt wird. Dieses Oxyd wird getrocknet und geschmolzen, um es in eine Form zu bringen, die sich für die nachfolgende Reduktion eignet. Diese Reduktion kann aluminothermisch durchgeführt werden, was das übliche Verfahren ist; bis zu einem gewissen Ausmaß ist jedoch auch eine silicothermische Reduktion angewandt worden.

Die genannten Verfahren sind mühevoll und teuer. Wenn man jedoch versucht, die Schlacke unmittel-

+° bar zu reduzieren, so weist die dabei erhaltene Ferrovanadiumlegierung gewöhnlich einen verhältnismäßig niedrigen Vanadiumgehalt auf. Selbst im Falle vanadiumreicher Raffinierungsschlacken übersteigt das Verhältnis V : Fe gewöhnlich kaum 0,5, wodurch

+5 es im Hinblick auf die anderen anwesenden Verunreinigungen schwierig wird, eine Legierung mit einem Vanadiumgehalt über 25% herzustellen.

Aus der US-PS 2 195961 ist ein Verfahren zur Herstellung von niedriggekohlten Metallen und Legierungen durch Reduktion von einem oder mehreren Oxiden oder oxidhaltigem Material mit Silizium oder einer Siliziumlegierung als Reduktionsmittel bekannt. Nach diesem Verfahren kann auch Ferrovanadium hergestellt werden, vorzugsweise mit Ferro-

Silizium als Reduktionsmittel. Bei Verwendung von Ferrosilizium als Reduktionsmittel wird das bekannte Verfahren in zwei Stufen durchgeführt: Die erste Stufe befaßt sich mit der Herstellung der Schlacke, die mittels Ferrosilizium zu Ferrovanadium in der

zweiten Stufe reduziert werden soll. Die Schlacke wird in der ersten Stufe mittels herkömmlicher Methoden des als Ausgangsmaterial verwendeten Erzi-s in der Weise hergestellt, daß das im Erz enthaltene Eisenoxid zumindest zum Teil zu Eisen reduziert wird und die an Vanadium angereicherte Schlacke vom reduzierten Metall abgetrennt wird. Die varuidiumoxidreiche Schlacke wird dann einem rotierenden Ofen oder Behälter zugeführt, der mit bis zu