Lò hồ quang DC xử lý xỉ sắt vanadi

I. Nguyên lý cốt lõi

• Cơ chế nguồn nhiệt: Áp dụng phóng điện hồ quang DC, một cột hồ quang plasma ổn định, định hướng và có mật độ năng lượng cao được hình thành giữa điện cực than chì (cathode) và anot đáy lò, với nhiệt độ đạt 1500–1700℃, đặc trưng bởi năng lượng tập trung và hiệu suất nhiệt cao.
• Quy trình xử lý:
  1. Xỉ sắt vanadi được nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ cao, với chất khử (vật liệu cacbon) và chất trợ dung (vôi) được thêm vào để đạt được quá trình khử sâu oxit vanadi và sắt.
  2. hợp kim sắt vanadi đã khử chìm xuống đáy lò do mật độ cao, trong khi xỉ giàu vanadi / xỉ titan nổi lên lớp trên, thực hiện tách xỉ và sắt hiệu quả.
  3. Tỷ lệ thu hồi kim loại có giá trị (vanadi, sắt) cao, và đuôi lò có thể được sử dụng thêm để chiết xuất vanadi hoặc làm vật liệu xây dựng để tận dụng tài nguyên.
  
  

II. Cấu trúc thiết bị (Cấu hình điển hình)

• Thân lò: Lớp lót chịu lửa bằng vật liệu magnesia-carbon / alumina-magnesia chịu nhiệt độ cao và ăn mòn, được trang bị hệ thống làm mát bằng nước và điều khiển nhiệt độ thông minh.
• Hệ thống điện cực: Điện cực than chì DC (hollow / solid), có thể điều chỉnh lên xuống để đảm bảo hồ quang ổn định và tổn thất thấp; đáy lò được sử dụng làm anot dẫn điện.
• Hệ thống cấp nguồn: Biến áp chỉnh lưu + nguồn điện DC để cung cấp dòng điện DC ổn định, với hệ số công suất cao (lên đến 0,95–0,98).
• Cấp liệu / Lấy liệu / Xỉ hóa: Cấp liệu liên tục / bán liên tục; hợp kim và xỉ nóng chảy được xả không liên tục qua lỗ lấy liệu và lỗ xỉ hóa đặc biệt.
• Làm sạch khí thải: Đốt cháy thứ cấp khí thải nhiệt độ cao (chủ yếu là CO) + thu hồi nhiệt thải + loại bỏ bụi và khử lưu huỳnh để đáp ứng tiêu chuẩn khí thải và thu hồi năng lượng.

III. Sơ đồ quy trình (Xử lý xỉ sắt vanadi)

1. Tiền xử lý: Xỉ sắt vanadi + chất khử (than antraxit / than cốc) + chất trợ dung (vôi) → trộn → kết tụ (viên / khối).
2. Cấp liệu: Cấp liệu định lượng vào lò DC.
3. Nấu chảy khử: Ở nhiệt độ cao 1500–1700℃, oxit vanadi và sắt được khử thành kim loại bằng cacbon để tạo thành hợp kim sắt vanadi; tạp chất như titan đi vào pha xỉ.
4. Tách xỉ-sắt: Hợp kim chìm xuống đáy và xỉ nóng chảy nổi lên, với việc lấy sắt và xỉ hóa được thực hiện riêng biệt.
5. Xử lý sản phẩm:
   • Hợp kim sắt vanadi: Làm nguội và nghiền để bán làm nguyên liệu luyện kim.
   • Xỉ giàu vanadi: Sử dụng thêm để chiết xuất pentoxit vanadi (V₂O₅); hoặc sử dụng làm phụ gia xi măng, vật liệu nền đường, v.v.
   
   
6. Xử lý khí thải: Đốt cháy CO để thu hồi nhiệt thải, khí thải được làm sạch để đáp ứng tiêu chuẩn khí thải.

IV. Ưu điểm kỹ thuật (so với quy trình truyền thống)

V. Ứng dụng và trường hợp điển hình

• Ứng dụng cốt lõi: Khử, chiết xuất vanadi, chiết xuất sắt và tận dụng tài nguyên xỉ nấu chảy hợp kim sắt vanadi, xỉ nấu chảy quặng sắt titan vanadi và xỉ vanadi cấp thấp.
• Các trường hợp đại diện: Lò DC 3000KVA / 1500KVA xử lý xỉ sắt vanadi được tùy chỉnh bởi các nhà sản xuất lò công nghiệp, đã được đưa vào sản xuất và vận hành, thực hiện việc tận dụng tài nguyên hiệu quả xỉ sắt vanadi với tỷ lệ thu hồi vanadi và sắt đạt tiêu chuẩn.
• Sản phẩm tái chế: Hợp kim sắt vanadi, pentoxit vanadi, phụ gia xi măng, vật liệu nền đường, gốm thủy tinh, v.v.

VI. Các thông số chính (Để tham khảo)

• Nhiệt độ hoạt động: 1500–1700℃
• Công suất lò: Thường 1000–5000KVA (ví dụ: 3000KVA)
• Công suất xử lý: 30–50 tấn xỉ sắt vanadi mỗi ngày cho mẫu 3000KVA
• Điện cực: Điện cực than chì (φ300–600mm)
• Điện áp hoạt động: 100–300V
• Hệ số công suất: 0,95–0,98
• Tỷ lệ thu hồi vanadi: ≥85%; Tỷ lệ thu hồi sắt: ≥98%

VII. Tóm tắt