لوہے کی وینیڈیم کھوٹ کی پیداوار: وینیڈیم ایسک سے فیرووانیڈیم تک

آئرن وینڈیم الائے کیا ہے؟

فیروواناڈیم، جسے لوہے کے وینیڈیم الائے کے طور پر بھی لکھا جاتا ہے، لوہے اور وینیڈیم کا ایک ماسٹر الائے ہے جو پگھلے ہوئے سٹیل اور کاسٹ آئرن میں چارج کیا جاتا ہے تاکہ ہدف وینڈیم مواد تک پہنچ سکے۔ یہ وینڈیم کے مواد پر تجارت کی جاتی ہے، عام طور پر FeV50 اور FeV80 کے طور پر، توازن لوہے کے علاوہ ایلومینیم، سلکان، کاربن، فاسفورس اور سلفر کی کنٹرول شدہ مقدار میں ہوتا ہے۔ وینڈیم ایک مضبوط کاربائیڈ اور نائٹرائڈ سابقہ ​​ہے، اس لیے چھوٹے چھوٹے اضافے بھی اناج کے سائز کو بہتر بناتے ہیں، سختی کو بڑھاتے ہیں اور تیار شدہ حصے کی طاقت، سختی اور پہننے کے رویے کو بہتر بناتے ہیں۔

کھوٹ کبھی بھی براہ راست کان کنی نہیں کی جاتی ہے۔ یہ ایک زنجیر کی آخری کڑی ہے جو وینیڈیم سے شروع ہوتی ہے-خام مواد والے، وینیڈیم پینٹ آکسائیڈ سے گزرتی ہے اور لوہے کی موجودگی میں کم کرنے والے قدم پر ختم ہوتی ہے۔

وینڈیم خام مال اور ان کا وینڈیم مواد

وینڈیم ارضیاتی طور پر قلیل نہیں ہے، جس کی اوسط کرسٹل کثرت تقریباً 135 پی پی ایم ہے، لیکن یہ شاذ و نادر ہی اپنے قابل عمل ذخائر بناتا ہے۔ پیرو میں میناس راگرا میں اعلی-گریڈ رگوں کا ذخیرہ طویل عرصے سے ختم ہو چکا ہے، اس لیے آج کل تقریباً تمام وینیڈیم بطور -مصنوعات یا شریک-مصنوعات کے طور پر برآمد ہوتے ہیں۔ اہم فیڈ اسٹاک اور ان کی مخصوص وینیڈیم لیول ذیل میں درج ہیں۔

خام مال	عام وینیڈیم مواد	تبصرہ
وینڈیم-ٹائٹینیم میگنیٹائٹ کنسنٹریٹ	V2O5 0.4-1.4%	غالب عالمی ماخذ
یورینیم-وینیڈیم ایسک	V2O5 1.5-2.0%	یورینیم کے ساتھ مل کر برآمد
خام تیل فلائی ایش اور بوائلر سلیگ	V2O5 20-40%	اعلیٰ درجہ، محدود حجم
وینڈیم-فاسفیٹ والی چٹان	V 3-6%	فاسفیٹ کان کنی کا شریک-مصنوعہ
وینڈیم کیٹیلسٹ خرچ کیے گئے۔	V2O5 5-15%	ری سائیکل شدہ صنعتی ندی
ایلومینا کی پیداوار کی باقیات	V2O5 0.2-1.5%	بحالی اب بھی ترقی پذیر ہے۔

فلائی ایش اور خرچ شدہ اتپریرک کے علاوہ، یہ مواد کم ارتکاز میں وینیڈیم لے جاتے ہیں، یہی وجہ ہے کہ سادہ گلانے کے بجائے ہائیڈرومیٹالرجیکل علاج عام پہلا قدم ہے۔

پہلا مرحلہ: وینڈیم پینٹ آکسائیڈ نکالنا

معیاری فلو شیٹ نمک بھوننے کے بعد لیچنگ ہے۔ گراؤنڈ فیڈ کو سوڈیم کلورائیڈ یا سوڈیم کاربونیٹ کے ساتھ ملایا جاتا ہے اور 750-850C پر بھونا جاتا ہے، جس سے وینڈیم کو پانی میں گھلنشیل سوڈیم واناڈیٹ میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ کیلسین کو پانی یا پتلا تیزاب کے ساتھ لیچ کیا جاتا ہے، حاملہ شراب کو سیلیکا، فاسفورس اور آئرن کو دور کرنے کے لیے پاک کیا جاتا ہے، اور امونیم میٹاواناڈیٹ یا سوڈیم واناڈیٹ کو تیز کیا جاتا ہے۔ کیلکسینیشن یا اس پریسیپیٹیٹ کا فیوژن وینڈیم پینٹ آکسائیڈ فلیک دیتا ہے، عام طور پر تکنیکی درجات کے لیے 98% V2O5 یا اس سے زیادہ اور کیمیائی درجات کے لیے 99% سے زیادہ۔

وینڈیم-ٹائٹینیم میگنیٹائٹ ایک ہائبرڈ راستے کی پیروی کرتا ہے۔ کنسنٹریٹ کو بلاسٹ فرنس میں پگھلایا جاتا ہے یا براہ راست گھٹا کر وینیڈیم-برداشت کرنے والی گرم دھات تیار کی جاتی ہے، جسے پھر ایک کنورٹر میں اڑا کر وینیڈیم-رچ سلیگ حاصل ہوتا ہے جس میں تقریباً 12-20% V2O5 ہوتا ہے۔ وہ سلیگ اسی بھوننے اور چھلکنے والی ٹرین کا فیڈ بن جاتا ہے۔ دنیا کے تقریباً 90% وینیڈیم آؤٹ پٹ وینڈیم ٹائٹینیم میگنیٹائٹ کانسنٹریٹ سے اس راستے سے نکالا جاتا ہے، یہی وجہ ہے کہ سلیگ کی ساخت پوری چین کی معاشیات پر اتنا مضبوط اثر رکھتی ہے۔

دوسرا مرحلہ: وینڈیم پینٹو آکسائیڈ کو فیرووانیڈیم تک کم کرنا

ایلومینتھرمک کمی۔وینڈیم پینٹ آکسائیڈ کو ایلومینیم کے دانے دار اور بہاؤ کے ساتھ ملایا جاتا ہے اور ریفریکٹری-لائنڈ ری ایکٹر میں چارج کیا جاتا ہے۔ ردعمل سختی سے خارجی اور خود کو برقرار رکھنے والا ہے، اس لیے کسی بیرونی طاقت کی ضرورت نہیں ہے۔ ایلومینیم بہت کم کاربن متعارف کراتا ہے، جو اس راستے کو کم-کاربن FeV80 کے لیے معیاری انتخاب اور FeV50 کے لیے بھی ایک عام انتخاب بناتا ہے۔

سلیکوترمک کمی۔فیروسلیکون ایلومینیم کا کچھ حصہ یا تمام ایلومینیم کو ریڈکٹنٹ کے طور پر بدل دیتا ہے، جس سے لاگت کم ہوتی ہے لیکن مرکب میں زیادہ سلکان چھوڑتا ہے۔ حرارت ایک برقی بھٹی کے ذریعے فراہم کی جاتی ہے، اور کاسٹ کرنے سے پہلے سلیکون اور کاربن کو تصریح کے اندر واپس لانے کے لیے گرمی کو عام طور پر بعد میں بہتر کیا جاتا ہے۔

برقی بھٹی میں کاربن کی کمی۔کاربن سب سے سستا کم کرنے والا ہے، لیکن مرکب میں کاربن کا مواد اسی کے مطابق بڑھتا ہے، لہذا یہ راستہ صرف ان ایپلی کیشنز تک محدود ہے جہاں کاربن کی اعلی سطح قابل قبول ہے۔

جو بھی راستہ منتخب کیا گیا ہو، پگھلنے کو اتنا لمبا رکھا جانا چاہیے کہ سلیگ اور دھات صاف طور پر الگ ہو جائیں۔ سلیگ کی بنیادی حیثیت، ٹیپنگ ٹمپریچر اور ہولڈنگ ٹائم وہ متغیرات ہیں جو سب سے زیادہ مضبوطی سے وینیڈیم ریکوری کو کنٹرول کرتے ہیں، اور یہی وجہ ہے کہ دو سپلائرز ایک جیسی فیڈ سے بہت مختلف پیداوار کی اطلاع دے سکتے ہیں۔

تفصیلات اور ترسیل کے فارم

چین میں، فیروونیڈیم گریڈز کی تعریف GB/T 4139 کے ذریعے کی گئی ہے۔ دو مشترکہ درجات کے لیے ایک نمائندہ وضاحت ذیل میں دی گئی ہے۔ دوسرے درجات اور سخت حدود معاہدے کے ذریعے فراہم کی جاتی ہیں۔

گریڈ	V	زیادہ سے زیادہ	زیادہ سے زیادہ	C زیادہ سے زیادہ	P زیادہ سے زیادہ	S زیادہ سے زیادہ
FeV50	48.0-52.0%	2.0%	2.0%	0.60%	0.08%	0.05%
FeV80	78.0-82.0%	1.5%	1.5%	0.15%	0.05%	0.05%

فیروواناڈیم بنیادی طور پر 10-100 ملی میٹر کی حد میں گانٹھ کے طور پر فراہم کیا جاتا ہے۔ دانے دار اور پاؤڈر کورڈ وائر انجیکشن اور پاؤڈر میٹالرجی کے لیے بھی تیار کیے جاتے ہیں، جہاں ایک تنگ ذرہ سائز کی تقسیم زیادہ متوقع تحلیل فراہم کرتی ہے۔ گانٹھ کو سٹیل کے ڈرموں یا بڑے تھیلوں میں پیک کیا جاتا ہے جس کے خالص وزن کا اعلان کیا جاتا ہے، اور ہر لاٹ کے ساتھ عام طور پر وینیڈیم، ایلومینیم، سلکان، کاربن، فاسفورس اور سلفر کا احاطہ کرنے والے تجزیہ کا سرٹیفکیٹ ہوتا ہے۔

اسٹیل بنانے والوں کے لیے عمل کیوں اہمیت رکھتا ہے۔

لاڈل کی بازیابی کا انحصار اس بات پر ہے کہ مرکب کیسے بنایا گیا تھا۔ کم ایلومینیم اور کم سلکان فیروویناڈیم ہلکی ہلکی ہلکی گرمی میں بھی تیزی سے گھل جاتے ہیں، اس لیے ریکوری مستقل رہتی ہے اور کم وینیڈیم-مشتمل شمولیت پیچھے رہ جاتی ہے۔ ایک کنٹرول شدہ ذرہ کا سائز غسل کے راستے میں آکسیڈائزنگ سے جرمانے کو روکتا ہے۔ 0.05-0.15% کے وینڈیم کے اضافے HSLA پلیٹ اور پٹی، فورجنگ اور ٹول گریڈز، ریل اور وہیل اسٹیلز اور مائیکرو-الائیڈ ریبار میں عام ہیں، اور اسی مرکب کو ہیوی سیکشن ڈکٹائل آئرن کاسٹنگ کی طاقت بڑھانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

اکثر پوچھے گئے سوالات

سوال: FeV50 اور FeV80 میں کیا فرق ہے؟
وہ وینڈیم کے مواد میں بالترتیب تقریباً 50% اور تقریباً 80% مختلف ہیں۔ FeV80 وینیڈیم کی فی یونٹ کم لوہا اور سلیگ لے کر جاتا ہے، اس لیے فی کلو وینیڈیم کی مال برداری اور ہینڈلنگ کی لاگت کم ہے، جب کہ FeV50 اکثر چھوٹی حرارت میں تحلیل کرنا آسان ہوتا ہے۔

س: کون سا کمی کا راستہ سب سے کم کاربن مواد دیتا ہے؟
ایلومینتھرمک کمی۔ چونکہ ایلومینیم تقریباً کوئی کاربن نہیں ڈالتا ہے، یہ کم-کاربن FeV80 کے لیے اور ان درجات کے لیے معمول کا راستہ ہے جہاں کاربن بہت کم رہنا چاہیے۔

سوال: وینڈیم پینٹ آکسائیڈ ایک درمیانی قدم کیوں ہے؟
وینڈیم سٹیل میکنگ میں پینٹ آکسائیڈ کے طور پر داخل ہوتا ہے کیونکہ آکسائیڈ کو صاف کرنا، صاف کرنا اور ذخیرہ کرنا آسان ہے، اور اس لیے کہ حتمی کمی کے دوران اس کی آکسیجن کو ایلومینیم یا سلکان کے ذریعے صاف طور پر ہٹا دیا جاتا ہے۔

سوال: سٹیل میں عام طور پر کتنا وینیڈیم شامل کیا جاتا ہے؟
زیادہ تر مائیکرو-الائیڈ اسٹیلز 0.05-0.15% V لیتے ہیں، جب کہ ٹول اسٹیل، تیز رفتار گریڈ اور کچھ ریل اسٹیلز درکار سختی اور پہننے کی مزاحمت کے لحاظ سے کافی زیادہ لے سکتے ہیں۔

سوال: فیرووانیڈیم کی کون سی شکلیں دستیاب ہیں؟
10-100 ملی میٹر کا گانٹھ معیاری ہے، جس میں دانے دار اور باریک پاؤڈر کورڈ وائر انجیکشن، پاؤڈر میٹالرجی اور بلینڈنگ کے لیے فراہم کیے جاتے ہیں، یہ سب ڈرموں یا بڑے تھیلوں میں پیک کیا جاتا ہے۔

سوال: کھیپ کے وینڈیم مواد کی تصدیق کیسے کی جاتی ہے؟
ہر لاٹ کے نمونے لے کر اور ٹائٹریشن یا آلات کے طریقوں سے اس کا تجزیہ کرکے، پھر تجزیہ کا ایک سرٹیفکیٹ جاری کرنا جو ایلومینیم، سلکان، کاربن، فاسفورس اور سلفر کے ساتھ وینڈیم کی رپورٹ کرتا ہے۔