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钒的应用与发展前景
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钒的应用与发展前景


钒是一种稀有金属,钒是从英语的Vanadium音译过来的。钒的化学符号是V,它的原子序数是23。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。
钒在933K(660℃)以上的温度中被氧化成五氧化二钒V2O5。钒的结构强度相当高,但极易燃、钒的化合物毒性很高、含钒的尘埃被吸入后会致肺癌。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。
在自然界,钒的矿物一般与其它金属矿物共生在一起。钒一般以化合物形式存在,自然界中约有65种钒的化合物。在自然界中,矾土、石油、煤和油页岩中都含有不少钒。光谱分析发现,在太阳和一些恒星的表面也有钒。
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。不过,大多数钒来自于其它矿物加工时的副产品。

主要应用
在我国,钒90%左右用于钢铁工业,钒在钢中的应用主要是通过添加钒来提高强度和韧性。在结构钢中加入0.1%的钒,可提高强度10%—20%,减轻结构重量15%—25%,降低成本8%—10%。由于钒钢具有强度大,韧性、耐磨性及耐蚀性好的特点而广泛应用于输油(气)管道、建筑、桥梁、钢轨和压力容器等工程建设中。2000年我国钒钢应用量已经达到120万t/a,含钒钢应用量年均增长10%。
钒和钛组成重要的金属合金Ti—6Al—4V,用于飞机发动机、宇航船舱骨架、导弹、军舰的水翼和引进器、蒸汽涡轮机叶片、火箭发动机壳等。此外,钒合金还应用于磁性材料、硬质合金、超导材料(如v,Ca)及核反应堆材料等领域。国内生产钒铝中间合金的企业有宝鸡有色金属加工厂和锦州铁合金厂,国内的钒铝合金产量不能完全满足国内需要,每年尚需从国外进口一部分,钒铝中间合金的市场发展潜力相当大。
在化工中主要应用的钒制品有深加工产品V205,(98%—99.99%),NH4V03(偏钒酸铵)、NaV03及KV03等。它们分别应用于催化剂、陶瓷着色剂、显影剂、干燥剂及生产高纯氧化钒或钒铁的原料。V205作催化剂具有特殊的活性,其它元素难以代替。国内的粉状V205现主由石煤提取。由于国内相关企业规模小、产量低、且难生产高档产品。因此这部分高档产品现主要靠进口解决。
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