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Procédé de récupération du Vanadium contenu dans la fonte.
Dans beaucoup de minerais traités dans les hauts fourneaux il y a des additions de vanadium, qui se retrouvent pour ainsi dire complètement dans la fonte. Ainsi par exemple, la fonte provenant de la Minette contient, suivant la composition du lit de fusion et les circonstances du fonctionnement (ou l'alluredes hauts-fourneaux), 0,1 à 0,25% de vanadium, la fonte provenant des minerais Scandinaves peut même atteindre une teneur en vanadiumjusqu'à 1%.
Le but de la présente invention est d'obtenir un procédé permettant l'extraction de la majeure partie du vanadium contenu dans la fonte en combinanat le vanadium de la fonte à
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an laitier; ce dernier peut être utilisé économiquement selon
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les procédés connus pour la fabrication de ferro-vanadium ou pour la fabrication d'autres combinaisons au VülF..El7.Ul:L, L'invention part des faits suivants :
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Gn sai.l que la marche des réactions chimiques dans les bains métalliques dépend dans une très large mesure des C:0?=:;...¯ tions thermiques, physiques et chimiques de leurs laitiers et que certaines réactions ne peuvent avoir lieu que par l'emploi
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ce laitiers de compositions tout à fait defaiminees.
Si le pro- duit de la réaction par exemple de l'élément a éliminer et de l'oxygène n'a pas l'occasion d'être absorbé et retenu presque à l'état naissant par des laitiers réactifs, très fluides et
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ce compositions el-;')ï'OßV':LGe:>> le 11':C'OC;.'"l''t'> de la réaction, par 8-,ite .,le son équilibre latent reste exposé au danger d'être réduit et a''être ramena sous l'influence d'autres us dans 19 bain métallique.
PèT suite de sa grande affinité pou.-' l'oxygène, affini- ô, - qui ressort déjà due sa position dans le système périodique des .5 Ë 1 "Ù ï-; e n t is , le vanadium est .l s o .#z 1 à une oxydation intense en iJTa:',,''.:t d.e Z.'<znilf¯T'1CGG' de vanadium. a-:1:Ct4' 003 faits soient connus, :)Q n'a pas pu le utiliser pour l'extraction du vanadium C L%?:
'u ¯=-?',.l dans la fonte, parce qu'on n'observait pas les conditions essentielles permettant la ùé vanb.i >x i.t 1 .J a et l'absorption du vanadium par des laitiers basiques dans des conditions oxydantes. Si l'on effectue, comme il a été proposé, le souffla- gede la fonte au vanadium pendant une courte durée dans un
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convertisseur acide 0'¯;
IC:.,.'plC¯::. et qu'on retire le laitier Formé avant de continuer l'opération, ce demi;.:.' ne peut contenir que ces (o'l.n,il:''Jl":.3 insuffisantes en oxyde vanadium, parce qu'il -:'était pas préparé pour L'absorption du vanadium. D'après une loi connue, il se produit, en présence de plusieurs composants
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, t1.
sont en parties égales dans une solution, chaque fois la réaction esla combinaison qui dorme le plus grand effet ther- mique, En traitant une fonte contenant une certaine quantité de
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vanadium, il se produit en première instance V205, mais par L'oxydation simultanée du silicium contenu dans la fonte, il se produit de l'acide silicique.
Si le laitier réagissant avec le bain métallique n'est pas suffisamment préparé, par exemple s'il n'est pas assez fluide et apte à réagir, c'est à dire pas assez basique, les bases en présence, comme CaO, MnO et d'autres, sont absorbées intensément et complètement pas la silice de sorte que l'acide V205 non combiné etlatent est dissocié par le silicium de la fonte et est ramené sous forme métallique dans le bain par l'oxydation du silicium se transformant en Si02. (2 V205 + 5 Si = 5 SiO2 + 2 va). Un pareil laitier non préparé ne peut contenir que des quantités très minimes en vanadium et n'est par consésuent pas utilisable pour l'extraction du vanadium .
Conformément à la présente invention, on ajoute à la fonte au vanadium, en se basant sur les connaissances énoncées plus haut,, et en général avant l'oxydation du vanadium en V205 un laitier très basique, très apte à réagir et très fluide, par exemple un laitier dont les bases consistent entre autres en des combinaisons de sodium et de potassium. Ce laitier est capable de par sa fluidi- té et sa fate concentration basique de combiner pratiquement et complètement l'acide V205 dès son origine. Le laitier est retiré après oxydation complète du vanadium et le procédé d'affinage peut être continué'sous un autre laitier normal. De cette faççn on obtient un laitier qui par sa teneur Levée en vanadium permet l'extraction économique de ce métal.
En dehors de-s bases indiquées (Na20 et K20) on peut utiliser sans inconvénient d'autres matières avec un effet analogue, comme par exemple MnO.
Afin d'augmenter la teneur relativement faible du laitier en vanadium par suite de l'oxydation pratiquement simultanée du silicium et pour exclure en même temps toute réintégration de vanadium dans la fonte, il est avantageux de faire subir à celle-ci une préalable du silicium en combinait ce dernier élément à de la chaux ou à des
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bas..... métalliques. Le laitier ainsi formé, riche en SiO2 qui
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est t e J::: # :1 : ; en majeure partie a FeO, 1,11 O # t ,2 ï- O , est retenu au convertisseur. Ce n'est qu'à ce moment qu'on O:Jx'e le plus jconomiquement l' Oî>ßC¯C, t7..
J:1 du va:1acliwù sous un laitier basique et fluide, tel qu'il a été décrit plus naut. Rien. nes'oppose à 'utilisation du premier laitier acide pour l'achèvement de
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la c'-û:I.',2. Le procède se subdivise ainsi en trois ):I'::.Ude;J.
S 1 ¯.i ai= une allure froide du f!él.¯:'i,-iGîîï'î.i,Cl;l/Oi1 dispose m'une fon- te très pauvre en Si l'élimination de celui-ci devient super-
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flue et l'on .¯>e<Jt avantageusement procéder directement à l' oxydation du vanadium en employant le laitier caractérisé plus haut. La qualité de la fontejoue un grand rôle aussi en ce sens qu'une teneur plus élevée en Mn de la fonte favorise de prime abord la formation d'un laitier basique et fluide. La teneur en MnO, déterminant le degré de basicité et de fluidité du laitier peut donc être fournie directement ,par la fonte ou par des additions de minerais de !Ci ou des laitiers de Mn.
En ajoutant directement le laitier préparé dans la poche
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déjà avant la collée cie la i' n =1 ; au fourneau, le vanadium est déjà oxydé partiellement par l'oxygène de l'air et absorbé par le 1a1.'Cler. Ce'.,e o)yr .ti811 peut ±tre f'av..2:isée artificiellement par un apport suffisant en O.xyzè11e. De ce t..s façon, on peut déjà enlever la vanadium- de la fonte en ...aje'.ll'e partie dans la poc.Le a fonte , tout en obtenant un laitier assez ricne en vanadium, pour être traité économiquement au VELiIv?CL l.1':..
L'oxydation du 'l.i';ac='.',1¯.. dans 12. 'L:Y!,;i: doit se faire, selon l'invention, pendant la cojlée au ..CL1",-..'ourneD.J, ou par l'emploi d'une eliate ;lus 0-:rc:..1(ie C.'1 jet re e i' J :i i 1 , ou par une injection d'air 0ve:rG:':L 1lc:.¯';i1-;, enrichi jar des additions d'oxygène, ou par des additions de vapeur, J: par das additions dans la poche de minerais bien réductibles ou par des 3 aà:¯.-i ti ::18 d'autres 8 .1CJ. G i r.es cédant f'..cil-n.n' leur 0{jrl'1.
Dans tous les c,-.:, l'oxydation du vanadium qui va \:: :..:..lt' est favorisée par ls laitier réagissant surnageant la .W:i',è et l'oxyde de vanadium formé e ...l e:?T' ; ¯ îCL1ël'.let.t absorbé par le laitier, pour atteindre la concentration la plus
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forte possible du vanadium dans le laitier, il convient de prendre soin que celui-ci ne soit pas dilué par du laitier provenant de la coulée au haut-fourneau ou provenant des revêtements réfractaires des pocnes. Dans les procédas d'affinage, par exemple dans les opérations -aux aciéries Thomas toutes les périodes d'affinage du vanadium peuvent se faire selon l'invention dans la même cornue.
D'un autre côté, le soufflage pour oxyder le.'vanadium peut être réalisé aisémant dans deux cornues différentes ou même dans une poche à fonte. Dans ce damier cas le procédé est réalisé comme suit :
La fonte préraffinée et désilicée dans un appareil de préaffinage est versée (du convertisseur) dans du laitier fluide et basique préparé à l'avance tel qu'il est employé en général selon l'invention, pour les cas où la quantité d'oxygène dissoute dans le bain ne suffit pas à l'oxydation du vanadium, on fait des'additions d'oxydes métalliques appropriées au laitier.
En provoquant de cette façon 'un tourbillonnement insense entre @@ métal et laitier, tourbillonnement qui est d'autant plus facile à produire que la fluidité du laitier employé est plus grande, l'oxydation du vanadium contenu dans la fonte s'effectue instatanément et il s'en suit une absorption de l'acide anhydrique de vanadium par le laitier très fluide et basique. Apres décantation de ce laitier la fonte dévanadisée peut-être soumise sans inconvénient au .procédé normal d'affinage. La durée d'affinage au vanadium sous le lait,ier très basique et très fluide, varie selon les procédés d'opération.
L'affinage au vanadium de la fonte peut, selon 1''invention, se faire avant ou après le passage an mélangeur et tel qu'il a été mentionné, dans une poche spéciale à fonte, dans le convertisseur acide et basique, dans le four Siemens-Martin ou dans le four électrique.
On peut même opérer le procédé d'affinage dans le mélangeur même. Le procédé selon l'invention réalise l'extraction pra- t.iquement complète du vanadium contenu dans la fonte. Le lait.ier ainsi enrichi en vanadium peut'être traité pour la fa-
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brication ou ferro-vanadium ou des autres combinaisons de vanta- dium; aussi peut-on employer le laitier au vanadium directement pour l'alliage avec d'autres métaux par.exemple d'aciers spéciaux au vanadium.
R e v e n d i c a t i o n s.
1.- procède pour la récupération du vanaidum contenu dans la fonte par la scorification du vanadium oxydé, caractérisé spécialement par l'addition d'un laitier très basique et très fluide à la fonte contenant du vanadium, soit avant ou pendant l'oxydation du vanadium, laitier qui après oxydation du vana-
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dium est séparé du bain métallique pour pouvoir êtr..'Jti1isé à la fabrication du fcr:co-val1éldiwfl ou ci la àlsi=icz=ti?ii des comcinaisons de.vanadium.
2.- Procédé suivant la revendijatijn 1, caractérisé spéciale- ment par le fait que le laitier contient comme base des combi- naisons de sodium ou de potassium ou bien des matières comme
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]',::10 et d'autres qui c):ser'v8nt avec une forte bas-icité une î1uidité suffisante.
3.- P- acôé;3 suivant lec revendications 1 et 2, Car[Lc-G2y'is-; i)écialement par le fait (1 J.'. la scorie 'reparle au préalable e , versée avant la C0 ;1.: .e la fonte du 'd3.'Jt-io:.1rnè8.U dans la pocne et i;.-.<: ..-'oxydation de la fonte C,:I'GYWll:, Le va:::',j.c,j.i. ;:, est :;:':.:.v):,Í;3éE soit ar l'::LGr(,1:,:L3:Cl..G,"lt de la c-'.ute à la coulée ou ..: ,; i e :.i par ¯,¯'at G.itl=1 d'air à"J::::1.àéllii;.<::.1 Cl11'iCdi par de .:¯' i.:;j;:;,.E J> par de la vapeur bar d'autres corps oxydants.
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4.- Procède- )) :c l'extraction (lu vanadium contenu dans la fonte caractérisé ;3 ;écia..18.,Jnt ...)1T ..-'élimination '):e6:.l.:-0.cls (il siliC1.,: Le la 1 ,.. ¯.. ''7.:"3 s ,g u: -Laitier acide et par l'oxydation ultérieure e ci.t ',r;::...i'..,: ;3:; .e', un laitier tz,(;;=, va;:.' '¯;a et t tr'.., fluide.
Après déca-.':,;ti-.: du laitier au vanadium, la C"','rc'(' ..,,,"- 'tre traitée 1101"'-11cllel'11lt.
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Process for recovering Vanadium contained in cast iron.
In many ores processed in blast furnaces there are additions of vanadium, which are found almost completely in the smelting. Thus, for example, the cast iron from Minette contains, depending on the composition of the melting bed and the operating circumstances (or the appearance of the blast furnaces), 0.1 to 0.25% of vanadium, the cast iron from the ores. Scandinavians can even reach a vanadium content of up to 1%.
The object of the present invention is to obtain a process allowing the extraction of the major part of the vanadium contained in the melting in combination with the vanadium of the cast iron.
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dairy year; the latter can be used economically according to
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the known processes for the manufacture of ferro-vanadium or for the manufacture of other VülF..El7.Ul: L combinations, The invention is based on the following facts:
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Gn know that the course of chemical reactions in metal baths depends to a very large extent on the thermal, physical and chemical C: 0? =:; ... ¯ tions of their slags and that certain reactions can only take place through employment
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this slag compositions quite defaiminees.
If the product of the reaction, for example, of the element to be eliminated and oxygen does not have the opportunity to be absorbed and retained almost in the nascent state by reactive, very fluid and
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this compositions el -; ') ï'OßV': LGe: >> the 11 ': C'OC;.' "l''t '> of the reaction, by 8-, ite., the latent equilibrium sound remains exposed in danger of being reduced and brought back under the influence of other us in 19 metal bath.
Due to its great affinity for oxygen, affini- ô, - which already emerges due to its position in the periodic system of .5 Ë 1 "Ù ï-; ent is, vanadium is .lso. # Z 1 to an intense oxidation in iJTa: ',,' '.: t of Z.' <Znilf¯T'1CGG 'of vanadium. A-: 1: Ct4' 003 facts are known,:) Q could not use it for the extraction of vanadium CL% ?:
'u ¯ = -?' ,. l in cast iron, because the essential conditions allowing the ùé vanb.i> x it 1 .J a and the absorption of vanadium by basic slags in oxidizing conditions. If one carries out, as has been proposed, the blowing of the cast iron with vanadium for a short time in a
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0'¯ acid converter;
IC:.,. 'PlC¯ ::. and that the Formed slag is removed before continuing the operation, this half;.:. ' can only contain these (o'l.n, il: '' Jl ":. 3 insufficient in vanadium oxide, because it -: 'was not prepared for the absorption of vanadium. According to a known law, it occurs, in the presence of several components
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, t1.
are in equal parts in a solution, each time the reaction is the combination which forms the greatest thermal effect, By treating a cast iron containing a certain quantity of
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vanadium, it occurs in the first instance V205, but by the simultaneous oxidation of the silicon contained in the cast iron, silicic acid is produced.
If the slag reacting with the metal bath is not sufficiently prepared, for example if it is not sufficiently fluid and capable of reacting, that is to say not sufficiently basic, the bases present, such as CaO, MnO and others, are absorbed intensely and completely by the silica so that the uncombined andlatent V205 acid is dissociated by the silicon of the cast iron and is brought back in metallic form in the bath by the oxidation of the silicon turning into Si02. (2 V205 + 5 Si = 5 SiO2 + 2 va). Such an unprepared slag can only contain very minimal amounts of vanadium and is therefore not suitable for the extraction of vanadium.
In accordance with the present invention, a very basic slag, very capable of reacting and very fluid, is added to the melting with vanadium, based on the knowledge set out above, and in general before the oxidation of the vanadium to V205. example a slag whose bases consist inter alia of combinations of sodium and potassium. This slag is capable, by virtue of its fluidity and its low basic concentration, of practically and completely combining the V205 acid from its origin. The slag is removed after complete oxidation of the vanadium and the refining process can be continued under another normal slag. In this way, a slag is obtained which, by virtue of its leavened vanadium content, allows the economic extraction of this metal.
Apart from the indicated bases (Na 2 O and K 2 O) it is possible to use without inconvenience other materials with a similar effect, such as for example MnO.
In order to increase the relatively low vanadium content of the slag as a result of the practically simultaneous oxidation of silicon and at the same time to exclude any reintegration of vanadium into the cast iron, it is advantageous to subject the latter to a preliminary silicon combined the latter element with lime or
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low ..... metallic. The slag thus formed, rich in SiO2 which
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is t e J ::: #: 1:; most of FeO, 1.11 O # t, 2 ï- O, is retained at the converter. It is only at this moment that we O: Jx'e most economically the Oî> ßC¯C, t7 ..
J: 1 du va: 1acliwù under a basic and fluid slag, as described above naut. Nothing. is opposed to the use of the first acid slag for the completion of
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the c'-û: I. ', 2. The process is thus subdivided into three): I '::. Ude; J.
S 1 ¯.i ai = a cold shape of the f! El.¯: 'i, -iGîîï'î.i, Cl; l / Oi1 has a very poor melting point in Si the elimination of it becomes super
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flue and one .¯> e <Jt advantageously proceed directly to the oxidation of the vanadium by using the slag characterized above. The quality of the cast iron also plays a big role in that a higher Mn content of the cast iron initially promotes the formation of a basic and fluid slag. The MnO content, determining the degree of basicity and fluidity of the slag can therefore be provided directly, by melting or by additions of! Ci ores or Mn slags.
By directly adding the prepared slag in the bag
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already before the glue cie the i 'n = 1; in the furnace, the vanadium is already partially oxidized by the oxygen in the air and absorbed by the 1a1. Cler. This'., E o) yr .ti811 can ± be f'av..2: ized artificially by a sufficient supply of O.xyzè11e. In this way, we can already remove the vanadium- from the cast iron in ... aje'.ll'e part in the melting pot, while obtaining a slag sufficiently ricne vanadium, to be treated economically at VELiIv? CL l.1 ': ..
The oxidation of 'l.i'; ac = '.', 1¯ .. in 12. 'L: Y!,; I: must take place, according to the invention, during cojlée at ..CL1 ", - .. 'ourneD.J, or by the use of an eliate; lus 0-: rc: .. 1 (ie C.'1 jet re ei' J: ii 1, or by an injection of air 0ve : rG: ': L 1lc: .¯'; i1- ;, enriched by additions of oxygen, or by additions of steam, J: by additions to the pocket of well reducible ores or by 3 aà: ¯ .-i ti :: 18 other 8 .1CJ. G i r.es ceding f '.. cil-nn' their 0 {jrl'1.
In all the c, -.:, The oxidation of vanadium which goes \ ::: ..: .. lt 'is favored by the reacting slag supernatant the .W: i', è and the vanadium oxide formed e ... the:? T '; ¯ îCL1ël'.let.t absorbed by the slag, to reach the highest concentration
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high possible vanadium in the slag, care should be taken that the latter is not diluted by slag from the blast furnace casting or from the refractory linings of the pocnes. In the refining procedures, for example in the operations at Thomas steelworks, all the vanadium refining periods can be carried out according to the invention in the same retort.
On the other hand, the blowing to oxidize the vanadium can be carried out easily in two different retorts or even in a cast iron ladle. In this checkerboard case, the process is carried out as follows:
The pre-refined and desilicate pig iron in a pre-refining apparatus is poured (from the converter) into fluid and basic slag prepared in advance as is generally employed according to the invention, for cases where the quantity of dissolved oxygen in the bath is not sufficient for the oxidation of vanadium, additions of suitable metal oxides are made to the slag.
By causing in this way 'an insane swirling between the metal and the slag, swirling which is all the easier to produce as the fluidity of the slag employed is greater, the oxidation of the vanadium contained in the iron takes place instantaneously and this results in absorption of the anhydrous vanadium acid by the very fluid and basic slag. After decanting of this slag, the devanadized cast iron may be subjected without inconvenience to the normal refining process. The duration of refining with vanadium in milk, which is very basic and very fluid, varies according to the operating process.
Vanadium refining of the cast iron can, according to the invention, be done before or after passing through the mixer and as mentioned, in a special cast iron ladle, in the acid and base converter, in the mixer. Siemens-Martin oven or in the electric oven.
The refining process can even be carried out in the mixer itself. The process according to the invention achieves the virtually complete extraction of the vanadium contained in the pig iron. Milk thus enriched in vanadium can be treated for the fa-
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brication or ferro-vanadium or other combinations of vanadium; also the vanadium slag can be used directly for alloying with other metals, for example special vanadium steels.
R e v e n d i c a t i o n s.
1.- proceeds for the recovery of the vanaidum contained in the cast iron by slagging the oxidized vanadium, characterized especially by the addition of a very basic and very fluid slag to the cast iron containing vanadium, either before or during the oxidation of the vanadium, slag which after oxidation of the vanadium
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dium is separated from the metal bath in order to be able to be used in the manufacture of fcr: co-val1éldiwfl or ci la àlsi = icz = ti? ii combinations of vanadium.
2.- Process according to Claim 1, characterized especially by the fact that the slag contains as a base combinations of sodium or potassium or else materials such as
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] ', :: 10 and others which c): serve with high bas-icity at sufficient fluidity.
3.- P- acôé; 3 according to claims 1 and 2, Car [Lc-G2y'is-; i) especially by the fact (1 J. '. the slag' speaks again beforehand, poured before the C0; 1 .: .e the melting of the 'd3.'Jt-io: .1rnè8.U in the pocne and i ; .-. <: ..- 'oxidation of cast iron C,: I'GYWll :, Le va :::', jc, ji;:, is:;: ':.:. v) :, Í; 3éE let ar l ':: LGr (, 1:,: L3: Cl..G, "lt from c -'. Ute to casting or ..:,; ie: .i by ¯, ¯'at G .itl = 1 of air at "J :::: 1.àéllii;. <::. 1 Cl11'iCdi by de.: ¯ 'i.:; j;:;,. EJ> by steam bar other oxidizing bodies.
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4.- Proceeds-)): c extraction (the vanadium contained in the cast iron characterized; 3; ecia..18., Jnt ...) 1T ..- 'elimination'): e6: .l.: - 0.cls (il siliC1.,: Le la 1, .. ¯ .. '' 7.:"3 s, gu: -Acid slag and by subsequent oxidation e ci.t ', r; :: .. .i '..,:; 3 :; .e', a slag tz, (;; =, va;:. '' ¯; a and t tr '.., fluid.
After deca -. ':,; Ti- .: vanadium slag, C "', 'rc' ('.. ,,," -' be treated 1101 "'- 11cllel'11lt.