Ⅰ 元素钒是用来做什么的!!!
钒是一种化学元素,它的化学符号是V,它的原子序数是23。钒是从英语的Vanadium音译过来的,其词根来源于古日耳曼语中日耳曼神话中美丽女神的名字Vanadis。这个名字来源于钒的许多色彩鲜艳的化合物。
钒的传说:
在很久以前,在遥远的北方住着一位美丽的女神名叫凡娜迪丝。有一天,一位远方客人来敲门,女神正悠闲地坐在圈椅上,她想:他要是再敲一下,我就去开门。然而,敲门声停止了,客人走了。女神想知道这个人是谁,怎么这样缺乏自信?她打开窗户向外望去,哦,原来是个名叫沃勒的人正走出她的院子。几天后,女神再次听到有人敲门,这次的敲门声持续而坚定,直到女神开门为止。这是个年青英俊的男子,名叫塞弗斯托姆。女神很快和他相爱,并生下了儿子——钒。这个故事虽然生动,却并不十分确切。原来第一次敲门的是墨西哥化学家里奥,第二次才是德国化学家沃勒。他们虽然发现了新元素,但不能证实自己的发现,甚至误认为这种元素就是“铬”。而塞弗斯托姆,通过锲而不舍的努力,才从一种铁矿石中得到了这种新元素,并以凡娜迪丝女神之名命名为“钒”。
钒是一种稀有的,柔弱而黏稠的过渡金属。它的矿物一般与其它金属的矿物混合在一起。它一般被用在材料工程中作为合金的成分。
把钒掺进钢里,可以制成钒钢。钒钢比普通钢结构更紧密,韧性、弹性与机械强度更高。钒钢制的穿甲弹,能够射穿40厘米厚的钢板。但是,在钢铁工业上,并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢,而是直接采用含钒的铁矿炼成钒钢。
钒的化学性质十分稳定,在常温下不会被氧化。钒对食盐溶液及海水具有高度的耐蚀性。碱溶液及硫酸对它不起作用,氢氟酸、热的浓硫酸和硝酸以及王水能溶解钒。熔融的碱、碳酸钾、硝酸钾可溶解钒并形成钒酸盐。钒与硅和碳形成的硅化物和碳化物具有高的硬度及化学稳定性。
钝金属钒是用钙在钢制容器内还原五氧化二矾的方法制得的。得到的金属钒微粒洗涤后于真空炉中熔成块,如此获得的金属含99.99%的钒。
钒的盐类的颜色真是五光十色,有绿的、红的、黑的、黄的,绿的碧如翡翠,黑的犹如浓墨。如二价钒盐常呈紫色;三价钒盐呈绿色,四价钒盐呈浅蓝色,四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色,而五氧化二钒则是红色的。这些色彩缤纷的钒的化合物,被制成鲜艳的颜料:把它们加到玻璃中,制成彩色玻璃,也可以用来制造各种墨水。
钒在933K(660C)以上的温度中它氧化为五氧化二钒V2O5。钒的结构强度相当高。但钒很易燃、钒的化合物毒性很高、含钒的尘埃被吸入后会导致肺癌。
在氧化物中钒一般显+5价,但也有+2、+3和+4价的氧化物存在,不过它们比较容易过渡为+5价的氧化物。2价和3价的钒氧化物是碱性的,4价的氧化物是双性的,5价的氧化物是酸性的。
在大自然中钒一般以化合物存在。约65种钒的化合物在自然中出现,在矾土和石油、煤、油页岩中也含有大量钒,特别是委内瑞拉和加拿大的石油中能找到钒。光谱分析发现在太阳光和一些恒星的表面也有钒。
纯的金属钒一般是用钾在高压下将五氧化二钒还原而得到的。大多数钒是其它矿物加工时的副产品。
大约80%的钒和铁一起作为钢里的合金元素。含钒的钢很硬很坚实,但一般其钒含量少于1%。
它的矿物一般与其它金属的矿物混合在一起。钒主要用在冶金中,和其它铁合金一样,用作催化剂和还原剂,但由于钒能增加钢的耐磨性和延展性,使得它在优钢、特种钢,棒材、板材和型材中备受青睐。
如果说钢是虎,那么钒就是翼,钢含钒犹如虎添翼。只需在钢中加入百分之几的钒,就能使钢的弹性、强度大增 ,抗磨损和抗爆裂性极好,既耐高温又抗奇寒,难怪在汽车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部门,到处可见到钒的踪迹。此外,钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一,有“化学面包”之称。
Ⅱ 钒主要是可以做出什么
钒具有众多优异的物理性能和化学性能,因而钒的用途十分广泛,有金属“维生素”之称。最初钒多应用于钢铁,通过细化钢的组织和晶粒,提高晶粒粗化温度,从而起到增加钢的强度,韧性和耐磨性。后来应用越来越广泛,涵盖了航空航天,化学,电池,颜料,玻璃,光学,医药等众多领域。
Ⅲ 厕所冲水踩阀门坏了怎么修
1、首先把进水管关闭。然后检查一下水箱中的水位。如果水位过低则不能顺利把坐便器冲洗干净。这可能是因为水箱的进水量不够。稍微掰动浮臂杆,让水箱中能够装下更多的水。检查位于水箱底部的冲洗阀。关掉进水管,冲水,检查一下冲洗阀是不是过早关闭了,导致没有足够的水冲到坐便器中。
(3)用工业钒怎么冲洗厕所扩展阅读
阀门根据材质还分为铸铁阀门,铸钢阀门,不锈钢阀门,铬钼钢阀门,铬钼钒钢阀门,双相钢阀门,塑料阀门,非标订制阀门等。
由于在阀体上部安装了顶部开口的蓄水桶,当水箱内水位高时水箱内的水进入蓄水桶,阀体重量加大可以提高冲水阀的下落速度和与阀座的密封性,当拉动拉线冲水后放松拉线由于阀体重量大阀体快速下落,减少水的浪费。
一般水无法流下去,就是因为有物体堵塞在马桶到下水道之间的位置上。所以,等马桶里有大量水之后,你就拿起简易通便器,将圆头刷子对准马桶的下水口,做活塞运动(即一时塞住下水口,一时松开),原理是:使水能在马桶里对堵塞物形成冲击力。很快地,就会通畅无阻了。
Ⅳ 钒怎样被提炼出来的
地球上的钒不算稀少。据苏联的地球化学家估算,在能够开采得到的那部分地壳里平均含钒0.02%,这个数目决不算少,而铅在地壳里的含量不过是它的1/15,而银还只有这个数目的1/2000。因此实际上,地壳里所有的钒等于锌和镍,但锌和镍的开采量每年有几十万吨吗?
不但在地球上,在我们能够开采得到的地壳里有钒,在铁集中的地方,也许也含有相当大量的钒。这一点是落到地球表面的陨石告诉我们的。钒在含铁的陨石里的含量,差不多是在地壳里的2~3倍。天文学家在太阳光谱里也看到有鲜明光辉的钒原子的光谱线,可地球化学家却正为了这件事情伤透脑筋。到处都有许多钒,宇宙里没有一处不分布着这种金属,可是钒聚集在一起的地方却很少,可以把钒轻而易举地开出来用到工业上去的地方就更少。实际上,几乎所有铁矿里都有钒,凡是含钒达到百分之零点几的地方,就可着手开采它。如果能从几千吨铁里提取到这个贵重的金属,已经很不错了。
如果化学家发现某种矿石含1%的钒,报纸就要登出来说,找到了储藏量丰富的钒矿。很清楚,有一种道不明的内在的化学力量在不断地分散着钒的原子。科学的任务就是要弄清楚究竟是哪种力量能把这种分散的钒原子聚集在一起,怎样才能打消它们旅行、分散和迁移的性质。这样的力量在自然界里确实是存在的,因此现在我们研究钒的矿床,就该读一读下面几段文字,讲到能够把钒原子聚集在一起的一些作用。
首先,钒是沙漠的金属。它很怕水,水很容易溶解它,把它的原子沿着地面冲散开;它还怕中纬度和北纬度地带的酸性土壤。只有南纬度地带才适合它存在,那里的空气里有许多氧气,并且有硫化物的矿脉在崩坏着。在南非的炽热的沙底下,在它的故乡——太阳脚下的墨西哥,在龙舌兰和仙人掌丛里,它形成黄褐色像铁帽子似的东西,形成褐色的小丘,像士兵的钢盔盖在硫矿的露头上。
我们发现古代科罗拉多沙漠里也有钒的化合物,在乌拉尔地区二叠纪的沙漠里也发现过它,这个沙漠的东部圈在高耸的乌拉里达山脉里。只要是太阳晒得灼热的地方,都能生成钒的盐类,就能把分散的钒原子聚集起来形成有工业意义的矿床。尽管如此,钒的储藏量还是非常少,它的原子想方设法想从人的手里溜出去,然而有一个更大的力量,能够抓住钒而不让它失散,那就是活物质的细胞,那就是有机体,此种有机体的血球不是由铁构成,而是由钒和铜构成的。
有些海生动物的身体里有钒聚集,特别是海胆类、海鞘类和海参类,它们成群地浮在海湾里和海岸边,占据几千平方米的面积。很难说,它们是从海水里搜集来的钒原子,因为海水本身从来没有发现过钒。显然,这些动物有某种特殊的化学性质,能够从食物的碎屑、淤泥和海藻的残骸等等里面提出钒来。没有一种化学试剂的作用可以像生物体那样灵敏和复杂,生物能够把几百万分之一克的钒逐渐地积累在躯体里,等它们死了以后就留下来丰富遗产,使得人们可以从那里得到金属钒来供工业上应用。
Ⅳ 钒的用途是什么
金属钒被用作原子能反应堆的防护材料。在宇航和航空工业制造火箭、导弹、宇宙飞船的转接壳体和蒙皮,大型飞船、空间渡船的结构材料,制作飞机制动器和飞机、飞船、导弹的导航部件,火箭、导弹、喷气飞机的高能燃料的添加剂。在冶金工业中是合金钢的添加剂,也用于制作耐火材料与特种玻璃、集成电路、天线等。
宇航机,航空机,原子能关联设备,高张力合金零部件加工,喷气发动机,电动机特殊零部件加工,飞机等起降轮架加工等。各种特殊钢加工用原料,各种试验合金用原料,非晶态金属加工,在冶金工业中,金属钒且抗腐蚀性好,还保持有很高的导电性。被用来制造高速轴承,海底电缆等。
钒的危害:
钒在天然水中的浓度很低,一般河水中为0.01~20ppb,平均为1ppb。海水含钒量为0.9~2.5ppb。尽管水体中可溶性的钒含量很低,但是水中悬浮物含钒量是很高的。悬浮物的沉积导致水中钒向底质迁移,并使水体得到净化。
土壤中的钒主要以VO3-阴离子状态存在。土壤的氧化性越高、碱性越大,钒越易形成VO3-离子。当土壤的酸度增大时,VO3-离子易转变成多钒酸根复合阴离子。它们都容易被粘土和土壤胶体及腐殖质固定而失去活性,钒在土壤中的迁移性较弱。
以上内容参考:网络-高纯金属钒
Ⅵ 工业炼钢的时候在里面加入多少量的钒能达到提高钢的韧性的效果
氮化钒,别名钒氮合金,是目前是介绍比较高端的冶金技术,目前只有中国和美国两个国家可以生产。
中国目前钒氮合金生产企业还不多,主要有:攀枝花钢铁集团和安阳昱千鑫冶金耐材有限公司.
.钒氮合金是一种新型合金添加剂,可以替代钒铁用于微合金化钢的生产。氮化钒添加于钢中能提高钢的强度、韧性、延展性及抗热疲劳性等综合机械性能,并使钢具有良好的可焊性。在达到相同强度下,添加氮化钒节约钒加入量30-40%,进而降低了成本。
以建筑业为例,使用钒氮合金化技术生产的新三级钢筋,因其强度提高,不仅增强了建筑物的安全性、抗震性,而且还可以比使用二级钢筋节省10%~15%的钢材。仅此一项,我国每年就可少用钢筋约750万吨,相应少开采铁精矿约1240万吨,节约煤炭660万吨,节约相关辅助原料330万吨,同时大量减少了二氧化碳和二氧化硫等废气的排放,收到资源节约和环境保护的双重效益。
钒氮合金可用于结构钢,工具钢,管道钢,钢筋及铸铁中。钒氮合金应用于高强度低合金钢中可同时进行有效的钒、氮微合金化,促进钢中碳、钒、氮化合物的析出,更有效的发挥沉降强化和细化晶粒作用。
钒氮合金特点:
钒氮合金比钒铁具有更有效的强化和细化晶粒作用
使用钒氮合金能节约钒添加量,相同强度条件下钒氮合金与钒铁相比可节约20-40%钒
使用钒氮合金更有利于钒、氮收得率稳定,减少钢的性能波动。
使用钒氮合金特别的方便,损耗少。采用高强度防潮包装,可直接入炉
钒氮合金研发难度大,属冶金行业的顶级尖端技术。目前全世界只有美国VAMETCO公司和攀钢能够生产。攀钢通过科研攻关,首创比国外更先进的“非真空连续生产”技术,填补了中国钒氮合金生产领域的空白。
1998年,美国钒公司第一次来中国推销钒氮合金,在攀钢考察时强调指出“二十多年来,德国、俄罗斯、日本对钒氮合金都研究过,都声称自己研制出钒氮合金生产技术,但20多年过去了他们都没能大批量生产。钒氮合金生产里面学问大得很,只有我们才真正能商业化生产。”同时,对攀钢提出的技术合作意愿坚决拒绝并挑战“你们开发出来我买你们的”。经过多年攻关,1996年9月,攀钢开始立项《用V2O3制取碳化钒和氮化钒的研究》并通过了“九五”国家科技攻关立项审查,此后,历经数年艰苦卓绝探索,最终取得钒氮合金产业化技术成功。攀钢该项技术的成功不仅突破了美国全球独家垄断,同时工艺技术更为先进,达到国际领先水平,形成自主知识产权的专利技术。攀钢的钒氮合金产业化技术全面超过美国Vametco公司同类技术,主要表现在:一是攀钢能够在非真空而不是Vametco公司必需的高真空环境下生产,设备简单、要求更低、稳定性强、设备投入少;二是攀钢工艺能够连续性生产,降低了能耗和显着提高劳动生产率;三是攀钢工艺中,碳化及氮化反应同步进行,工艺流程简单,运行周期短。
从2002年到2004年,攀钢在3年的时间内迅速达到年产钒氮合金2000吨的生产能力。2002年6月,攀钢建设成功300t/a工业试验推板窑建成并投入运行;2003年,由于300t/a工业试验推板窑关键技术的突破,攀钢决定正式实现产业化生产,产业化项目得到国家支持,被列为国家高新技术产业化项目;2003年8月,攀钢第二、第三条300t/a产业化设备又相继建成投产,使生产能力扩大到1000t/a;2004年6月和7月,攀钢新建的3条300t/a的产业化设备分别相继投产,使攀钢的钒氮合金总生产能力达到2000t/a的规模。
Ⅶ 钒的用途和价格
用途
在钢中加入百分之几的钒,就能使钢的弹性、强度大增 ,抗磨损和抗爆裂性极好,既耐高温又抗奇寒,难怪在汽车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部门,到处可见到钒的踪迹。此外,钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一,有“化学面包”之称。主要用于制造高速切削钢及其他合金钢和催化剂。把钒掺进钢里,可以制成钒钢。钒钢比普通钢结构更紧密,韧性、弹性与机械强度更高。钒钢制的穿甲弹,能够射穿40厘米厚的钢板。但是,在钢铁工业上,并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢,而是直接采用含钒的铁矿炼成钒钢。
钒
钒具有众多优异的物理性能和化学性能,因而钒的用途十分广泛,有金属“维生素”之称。最初的钒大多应用于钢铁,通过细化钢的组织和晶粒,提高晶粒粗化温度,从而起到增加钢的强度、韧性和耐磨性。后来,人们逐渐又发现了钒在钛合金中的优异改良作用,并应用到航空航天领域,从而使得航空航天工业取得了突破性的进展。随着科学技术水平的飞跃发展,人类对新材料的要求日益提高。钒在非钢铁领域的应用越来越广泛,其范围涵盖了航空航天、化学、电池、颜料、玻璃、光学、医药等众多领域。
钒“现代工业的味精”,是发展现代工业、现代国防和现代科学技术不可缺少的重要材料。钒在冶金业中用量最大。从世界范围来看,钒在钢铁工业中的消耗量占其生产总量的85%。与此同时,钒在化工、钒电池、航空航天等其它领域的应用也在不断扩展,且具有良好发展前景。
钒在钢铁工业中主要用作合金添加剂,钢铁工业的发展变化对预测钒的需求至关重要。也就是说,钢铁对钒的需求趋势决定了钒工业的命运。
中国钢产量大约6亿吨,平均每吨钒的消费强度增加10g,折合五氧化二钒约为1.1万吨。而在美国,碳素钢和高强度低合金钢是钢铁工业中钒用量最大的钢种,占钢铁工业钒用量的60%以上,其次是高合金钢。
钒电池
钒电池是发展势头强劲的优秀绿色环保蓄电池之一(它的制造、使用及废弃过程均不产生有害物质),它具有特殊的电池结构,可深度大电流密度放电;充电迅速;比能量高;价格低廉;应用领域十分广阔:如可作为大厦、机场、程控交换站备用电源;可作为太阳能等清洁发电系统的配套储能装置;为潜艇、远洋轮船提供电力以及用于电网调峰等。
Ⅷ 五氧化二钒说明
五氧化二钒
五氧化二钒
五氧化二钒; 五氧化钒; 钒酸酐; Vanadium pentoxide; Vanadium pentaoxide; Vanadic anhydride; C.I.77938; CAS: 1314-62-1
理化性质
黄至铁锈色结晶粉末。分子式V2O5。分子量183.88。相对密度3.357。熔点690ºC,沸点1750ºC分解。在水中溶解度很小(1克溶于125ml水); 溶于浓酸,生成红至黄色溶液; 溶于碱,生成钒酸盐; 不溶于醇。熔解时形成稳定气溶胶。非可燃性。但能增加着火强度。不能与三氟化氯、锂、过氧甲酸、(钙+硫+水)共存。
接触机会
用于制造熔铁炉电极的外套,或加入钢中制特种钢材; 可作为玻璃及陶瓷工业的接触剂; 是合成硫酸、硝酸和苯二甲酸酐等氧化反应的催化剂; 也用于制造染料、油漆、照相显影及杀虫剂等。在生产与使用过程中可接触。
侵入途径
可经呼吸道、消化道进入体内。
毒理学简介
人吸入TCL0: 346 mg/m3,1 mg/m3/8H。大鼠经口LD50: 10 mg/kg; 吸入LCL0: 70 mg/m3/2H。小鼠经口LD50: 5 mg/kg。人较动物敏感得多。IDLH: +35 mg/cu m (as V) [R15]
临床表现
吸入过量V2O5尘后可出现鼻痒,随之可出现鼻塞与流清鼻涕,经数小时至1天后,开始出现咽部、肺部和眼粘膜的刺激症状,可有头晕、头痛、乏力,少数严重病例有烦躁或嗜睡等。检查时可见眼、鼻、咽部粘膜充血,肺有哮鸣音,舌乳头肿大,舌苔呈黑绿色(可能因口腔中的细菌及唾液中酶的作用,使V2O5还原为V2O3所致)。
急性中毒一般较轻,可恢复。
处理
对症治疗。可用巯基类药物或依地酸二钠钙治疗。亦可试用较大量的维生素C。
标准
车间空气卫生标准:中国MAC钒化合物尘0.1mg/m3,烟0.02mg/m3; 美国ACGIH TLV-TWA可呼吸性尘和烟0.05mg/m3
甘肃省众星锌业有限公司是由甘肃省政府批准,甘肃省经贸委立项、甘肃省工商管理局注册、定西县招商团积极引进,由香港迪亚公司独家投资兴建的外资企业,厂址位于甘肃省定西县城西南3公里处,距省会兰州市仅90公里,312、310国道和陇海铁路线从定西穿境而过,公路运输和铁路运输非常便利。
该项目工程设计总建设为年产5万吨锌锭,其中:一期工程总投资4100万元(固定资产投资3300万元,流动资金800万元),占地50亩,生产规模为1万吨。该项目于2001年2月18日开工建设,当年11月份建成投产,历时仅9个月,现已进入试生产阶段。
该项目一期工程达产达标后,年可实现产值1.2亿元,创利税1200万元。
甘肃众星锌业有限公司以湿法炼锌工艺生产锌锭,生产工艺合理配套,科技含量高,依靠甘肃丰富的锌矿资源,常年生产“众星”牌锌锭及浓硫酸等副产品。产品销往国内外市场。该公司具有发展工业、带动农业、推动第三产业和出口创汇的综合性经济功能和社会效能,是定西县近年来引进的最大的外资企业。该项目的建成投产,将会有力地促进定西县国民经济的更大发展。
钒产品介绍
与该部门联系
五氧化二钒 钒铁 尾页
钒和钛是重要的钢铁工业和化工行业的原料之一,攀枝花-西昌地区所在的钛储量为8.7亿吨,约占中国钛资源量的97%,占世界的35%;钒储量为1578万吨,约占中国钒储量的62%,世界储量的11%。攀钢已建成了年产6000吨高档造纸钛白和年产12万吨钒渣、2800吨五氧化二钒、2800吨高钒铁、2800吨三氧化二钒的生产能力。欢迎与我们联系
五氧化二钒 钒铁 首页 尾页
五氧化二钒/钒铁
产品名称 化学成份 粒度 包装
片状
五氧化二钒 V2O5:98% Min
Si:0.25 Max
Fe:0.40% Max
P:0.05% Max
S:0.03% Max
As:0.02% Max
Na2O+K2O:1.50% Max 5*50*50mm Max 净重200/250公斤
铁桶装
粉状
五氧化二钒 1.V2O5≥99%
V2O4≤2.0%
Si≤0.2%
FE≤0.25%
S≤0.03%
P≤0.03%
AS≤0.02%
K20+Na2O≤0.5% 颜色:橘黄或橘红,粒度≥120目 按GB3283-87标准交货(粉状,化工)
粉状
五氧化二钒 2.V2O5≥99.5%
V2O4≤1.0%
Si≤0.2%
FE≤0.1%
S≤0.02%
P≤0.01%
AS≤0.01%
K20+Na2O≤0.2% 颜色:橘黄或橘红,粒度≥120目 按GB3283-87标准交货(粉状,化工)
包装:net 25-50KG,铁桶,出口包装为有危险品包装证的50公斤装铁桶,桶重5.4公斤/桶,外径:380毫米,高630毫米,内衬两层塑料袋
钒铁(FeV80) V: 78.0-82.0% Min
Al:1.5% Max
Si:1.5% Max
C: 0.15% Max
S: 0.05% Max
P: 0.06% Max 最小有90%的粒度在10—50mm之间。 净重250公斤的铁桶.
钒铁(FeV50) V:50.0% Min
Al:5% Max
Si:2.5% Max
C:0.75% Max
S:0.1% Max
P:0.1% Max
Mn:0.5% Max 块状
块重不大于8公斤
. 净重50公斤或100公斤的铁桶.
VN12 V≥75%
N:10-14%
C≤9%
Si≤0.45%
AL≤0.2%
Mn≤0.05%
S≤0.1%
P≤0.06% 粒度:大多数为10-50mm,其中小于10mm部分不大小5%. 包装:每袋10或多或少5KG装于铁桶中,每桶净重100公斤
VN16 V≥75%
N:14-18%
C≤9%
Si≤0.45%
AL≤0.2%
Mn≤0.05%
S≤0.1%
P≤0.06% 粒度:大多数为10-50mm,其中小于10mm部分不大小5%. 包装:每袋10或多或少5KG装于铁桶中,每桶净重100公斤
五氧化二钒 钒铁 首页
地址:中国*四川省*攀枝花市大渡口 邮政编码:617067 联系方式
ADDR:Panhua,Sichuan 617067,P.R.China (0812)2223161,2222924
Copyright (C) pietc. All Rights Reserved pietc.com
世界钒的生产与使用
P.S.米歇尔
英国Kent TN16 1AQ,国际钒技术委员会
介绍
钒作为元素周期表钒族元素中的一员,其原子数为23,原子重量为50.942, 熔点为1887°C,沸点为3337°C。纯钒呈现为闪亮的白色,质地坚硬,为体心立方结构,晶格系数为3.024 Å。 钒在地壳中为第17位常见的元素,且很少以单质的形式直接使用。然而钒确实是一种很有价值的合金元素,可以添加于钢中、铁中,并以钛-铝-钒合金的形式用于航天领域。钒的化合物也十分有用,可以被广泛地用来生产如催化剂、化妆品、染料、以及电池等。
基于钒的广泛用途,以提取和使用钒为目的的全球产业也随之得以发展。该产业几乎存在于世界的各个大陆上,本文的目的就在于提供一些有关钒的资源、生产以及使用方面的背景信息。
资源
如前所述,钒在地壳中为第17常见的元素,它广泛地分布在世界各个地方。图1所示为一些钒的较重要的蕴藏地。钒主要蕴藏在中国、俄罗斯、南非、澳大利亚西部和新西兰的钛铁磁铁矿中,委内瑞拉、加拿大阿尔伯托、中东和澳大利亚昆仕兰的油类矿藏中,以及美国的钒矿石和黏土矿中。
图1. 钒的主要矿藏
目前,钒在钛铁磁铁矿中的蕴藏量最大,V2O5含量可达1.8%;其次是在油类矿藏中。到目前为止,还没有对美国的钒矿石和黏土矿、北欧的钛铁磁铁矿以及巴西和智利矿藏中的钒进行大规模的提取。
表一列出了钒在世界上的可开采储量和保有储量。可开采储量指利用现有的技术可以经济地提取的部分。而保有储量则指可以利用未开发的技术在将来进行提取的部分。钒的总蕴藏量为6300万,其中仅有1000多万吨属于可开采储量,而3110吨为可在将来开采的保有储量。表一为主要的可开采储量,它存在于中国、俄罗斯和南非钛铁磁铁矿中。
表一 可开采储量和保有储量
可开采储量
1020万吨 % 保有储量
3109.4万吨 %
澳大利亚 1.6 7.7
中国 19.6 9.6
俄罗斯 48.9 22.5
南非 29.4 40.2
美国 — 12.9
其他 0.5 7.1
值得一提的是,按目前钒的使用速度计算,可开采储量可以维持近300年。
钒的提取
在大多数情况下,钒的初级产品是在伴随着其它金属和油类的提取或使用而生产出的副产品。钒的这类产品通常为氧化物形式,V2O3或V2O5。图2对三种重要的钒的提取工艺进行总结。
在钒的提取工艺中,最重要的一条路线是像中国的攀枝花、南非的海威尔德以及俄罗斯的下塔吉尔这些综合钢厂那样,从炼铁和炼钢中生成的中间渣中以V2O5的形式提取钒。在这些钢厂的炼铁工艺中,铁矿石中的钒经过熔炼被溶入铁水中。铁水经过氧化、成渣,形成了含有10%至25%的V2O5的渣,最后再经过提钒铁水被送至炼钢工艺。 含10-25% V2O5的钒渣接着经过焙烧/浸出工艺的处理生产出为钒酸盐或氧化钒的最终产品。世界上50%到60%的钒初级产品生产厂均采用这种工艺。
生产钒的初级产品的第二个重要路线是,在焙烧/浸出工艺中对上述V2O5含量达1.8%的矿石进行直接处理生产出钒酸盐或钒的氧化物。世界上有五六家公司采用这种工艺生产钒的初级产品,它们主要分布在南非和澳大利亚,其产量约占世界初级钒产品生产厂产量的25%~30%。
图2 钒的生产
钒的第三条生产路线就是回收电厂飞尘、废催化剂以及其它残渣中含的钒。其工艺也是通过焙烧/浸出工艺生成钒酸盐或钒的氧化物。在回收废催化剂中的钒时,通常还同时对钴、钼和镍进行回收。采用这一路线生产出的钒产品约占世界产钒量的15-20%。世界上有八至十个厂家采用这中工艺,它们主要分布在日本和北美。然而,随着环保法规变得更加严格,各个地方倾倒含钒废物的可能日益减少。预计大多数初级钒产品的生产厂家将采用这种生产工艺进行钒的回收,并将含钒废物用做钒生产的原料。
世界初级钒产品,即钒酸盐和钒的氧化物的产量按V2O5计算约为127,000吨。按地区划分,其产量如表二。
表二 世界初级钒产品的产量
国家/地区 估计产量%
澳大利亚 5.8
中国 18.4
日本 1.3
北美 14.1
俄罗斯 18.6
南非
37.7
该表清楚地说明了中国、俄罗斯和南非在钒的回收方面所处的重要地位,以及日本的次重要地位。值得注意的是在欧洲几乎没有初级钒产品的生产。
生产出初级钒产品后,大多数钒产品经铝热法、加热法或化学法被加工成世界上广为使用的最终产品,如钒铁、钒铝中间合金、钒化工产品和催化剂、以及金属钒和钒合金。世界上有25个以上的厂家从事钒产品的加工,它们遍布世界上各个工业化地区。重点已从钒初级产品生产国转移到了钒产品的消费国。从表三可以看出,如,欧洲在初级钒产品生产厂家的清单中没有提及,而在钒产品的加工中却起着重要的作用。此外,日本和北美也是重要的钒产品加工者,而南非和中国钒产品加工的水平却不如他们钒初级产品的生产水平。
表三 1999年钒铁生产能力的地理分布
国家/地区 估计钒铁产量%
中国 13.5
日本 14.9
北美 18.6
俄罗斯 19.0
南非 22.0
西欧 26.0
其它 5.3
还应该说明的一点是一些炼钢工艺生成的含钒渣可以不通过焙烧浸出工艺而直接加工出钒铁产品。然而这不属于主要工艺路线。
钒的消耗
1999年钒的耗量约为33,250吨。1999年钒产品消耗的地理分布对应于钒初级产品生产的分布如表四所示。比较表三和表四,更加表明了钒产品的加工地靠近钒的消费。这也预示了存在于初级钒产品的生产厂所在地、钒的主要供应者—中国、俄罗斯和南非与钒产品的主要消费者—北美和欧洲之间一项重大的国际贸易。1999年底、2000年初,澳大利亚也加入了钒供应国的行列。预计它的钒产量约占世界钒产量的13%
表四 1999年初级钒产品和钒成品消费的地理分布
国家/地区 1999年世界钒耗量% 1999年世界钒产量%
中国 9.3 20.1
日本 12.8 2.2
北美 30.3 12.2
俄罗斯 7.7 14.5
南非 1.0 45.5
西欧 25.9 2.6
其它 13.0 2.9
钒广泛应用于各个工业领域,而其中最重要的应用领域在钢铁工业上。美国地理分布调查机构统计的数据表明,1998年,87%的钒用在了钢铁领域,而其余13%则被用在诸如航空、化工和催化剂的生产领域。在余下13%中,大约8-10%的钒被用来生产航天工业中使用的钛-铝-钒合金,余下的部分被用在另外的领域。
图3(a)和(b)表明由于钢产量增加了,钒的消耗量也增加了。然而通过比较这些数据可以清晰的看到,钒耗量的增加速度比钢铁产量的增加速度更快,这就表明了在钒的消耗上有新增加的部分。通过将任何一年中钒的总钒耗量除以当年的粗钢产量就可很好地表示出钒的这部分新增消耗。尽管这样可能将钒的单位耗量高估了大约13%,但这却弥补了逐年来由于钢铁生产的波动造成的钒耗量的波动。
图3 a) 钢铁生产, b) 1960年至1999年钒的消耗
图4表明了70年代末至今钒在单位耗量上的变化。应该说明的重要的一点是,钒的单位耗量在80年代及90年代初期经历了一段相对的倒退期,这大概是由于改善合金收得率的连铸工艺的广泛采用以及提高炼钢生产效率的总体举措而造成的。1999年钒的耗量强劲反弹,世界平均耗量达到了0.043公斤/吨,而西方国家的平均耗量则又高出16%左右,达到0.05公斤/吨。
钒在钢中的使用
通过对三个不同的炼钢国家,即,德国、日本和美国(图5)所做的一些现有的统计数据的验证和比较表明, 这些国家在钒的使用方式上既有共同点也有明显的不同点。
图4. 1970年以来钒在单位耗量上的变化
图5 按最终用途划分,1998年钒在德国、日本和美国的消耗情况
*包括船用钢、热强钢、锻件用钢和钢筋
很明显,在所有三个国家里,钒均被用在工具钢的生产上。此外,德国在使用钒的特殊结构钢钢种上似乎不同于日本和美国。但该钢钟被日本列在管线钢钢种里,而在美国则被归为高强低合金钢。所以,三个国家在钒的这方面使用上也是相同的。
除了这些相同和可能的不同点以外,应该认识到的重要事实是,钒加入钢中为炼钢生产带来了利益(降低再加热温度、减少横向裂纹、减少轧制负载、轧制条件对钢的特性的影响减小等),提高了钢的性能(强度、韧性、延展性、成型性、可焊接性和耐摩性能,等),从而降低了成本。这种成本的降低不仅是指钢的生产成本的降低,而且是使用这些含钒钢带来的制造成本的降低,如,建造楼房、桥梁、轮船、汽车、铁路等。
Ⅸ 钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域.(1)V2O5是接触法制硫酸的催化剂.①一定
(1)①依据化学平衡的三段式列式计算,依据化学反应速率概念计算三氧化硫的反应速率;
2SO2+O2