釩礦

高熔點金屬之一,呈淺灰色。熔點1890±10℃,其中以5價態為最穩定,其次是4價態。電離能為6.74電子伏特。有延展性,質堅硬,無磁性。具有耐鹽酸和硫酸的本領,並且在耐氣-鹽-水腐蝕的性能要比大多數不鏽鋼好。於空氣中不被氧化,可溶於氫氟酸、硝酸和王水。

基本介紹

  • 中文名:釩礦
  • 沸點:3380℃
  • 化合價:+2、+3、+4
  • 密度:5.96克/厘米3
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概述

釩 元素原子量:50.94
元素類型:金屬
發現人:塞夫斯唐姆 發現年代:1830年 ,
發現過程:
1830年,瑞典的塞夫斯唐姆,在研究斯馬蘭鐵礦的鐵渣時,得到氧化釩,發現了釩的存在。

釩礦及其礦物

自然界中釩很難呈單一體存在,主要與其他礦物形成共生礦或複合礦,世界已知的釩礦儲量為6000~7000萬t,其中前蘇聯占60%,南非占20%,目前發現的含釩礦物有70多種,但主要的礦物有以下3種:
(1)釩鈦磁鐵礦。釩鈦磁鐵礦中的釩主要以FeO·V2O3尖晶石形態存在,礦中含釩0.2%~1.5%.世界上除美國從鉀釩鈾礦中提釩外,其他主要產釩國家中都從釩鈦磁鐵礦中提取釩.
(2)鉀釩鈾礦。鉀釩鈾礦是一種鉀鈾的釩酸絡鹽,它的化學式為K2O·2UO3·V2O5·1~3H2O,呈淺黃色或淺綠黃色,含V2O520.16%。美國等地是這種礦物的主要產地,在提鈾時可製得V2O5。
(3)石油伴生礦。這種礦寄生在原油中,中美洲國家擁有大量的石油伴生礦。這種資源已日益顯示出其重要性。

元素綜合性質

元素在太陽中的含量:(ppm):0.4
地殼中含量:(ppm):160
質子數:23
中子數:37
原子序數:23
所屬周期:3
所屬族數:VB
電子層分布:2-8-11-2
晶體結構:晶胞為體心立方晶胞,每個晶胞含有2個金屬原子。
氧化態:
Main V+3, V+4, V+5
Other V-3, V-1, V0, V+1, V+2
晶胞參數:
a = 303 pm
b = 303 pm
c = 303 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
莫氏硬度:7
電離能 (kJ /mol)
M - M+ 650
M+ - M2+ 1414
M2+ - M3+ 2828
M3+ - M4+ 4507
M4+ - M5+ 6294
M5+ - M6+ 12362
M6+ - M7+ 14489
M7+ - M8+ 16760
M8+ - M9+ 19860
M9+ - M10+ 22240
聲音在其中的傳播速率:(m/S):4560

元素來源

礦物有釩酸鉀鈾礦、褐鉛礦和綠硫釩礦等。非常純的釩很難製成,在通常的高溫條件下,釩對氧、氮和碳都活潑,容易起反應。工業上用它製成合金。很純的釩可由五氧化二釩碘化鈣作用製成VI5,再經熱分解可以製得。

元素用途

如果說鋼是虎,那么釩就是翼,鋼含釩猶如虎添翼。只需在鋼中加入百分之幾的釩,就能使鋼的彈性、強度大增 ,抗磨損和抗爆裂性極好,既耐高溫又抗奇寒,難怪在汽車、航空、鐵路、電子技術、國防工業等部門,到處可見到釩的蹤跡。此外,釩的氧化物已成為化學工業中最佳催化劑之一,有“化學麵包”之稱。看來,凡娜迪絲的“兒子”在人間正大受寵愛。
主要用於製造高速切削鋼及其他合金鋼和催化劑。把釩摻進鋼里,可以製成釩鋼。釩鋼比普通鋼結構更緊密,韌性、彈性與機械強度更高。釩鋼製的穿甲彈,能夠射穿40厘米厚的鋼板。但是,在鋼鐵工業上,並不是把純的金屬釩加到鋼鐵中製成釩鋼,而是直接採用含釩的鐵礦煉成釩鋼。
釩的鹽類的顏色真是五光十色,有綠的、紅的、黑的、黃的,綠的碧如翡翠,黑的猶如濃墨。如二價釩鹽常呈紫色;三價釩鹽呈綠色,四價釩鹽呈淺藍色,四價釩的鹼性衍生物常是棕色或黑色,而五氧化二釩則是紅色的。這些色彩繽紛的釩的化合物,被製成鮮艷的顏料:把它們加到玻璃中,製成彩色玻璃,也可以用來製造各種墨水。
我國是釩資源比較豐富的國家,釩礦主要分布在四川的攀枝花和河北的承德,貴州岑鞏的注溪大多數是以石煤的形式存在。
釩主要製成釩鐵用作鋼鐵的合金組分,能細化鋼鐵基體晶粒,廣泛用於各類鋼種。釩在非鐵合金中主要用於製造鈦合金 (Ti-6Al-4V)。釩可以控制銅基合金中的氣體含量,並改善其微觀結構,在內燃機活塞的鋁基合金中加入少量釩,可以增強合金的強度,並降低熱脹係數。釩的快中子吸收截面小,對液態鈉有良好的耐蝕性,並有抗高溫蠕變強度,可作快中子增殖堆燃料棒的包覆材料和釋熱元件。釩的金屬間化合物V3Ga是超導材料。V2O5廣泛用作有機和無機氧化反應的催化劑;用來製作吸收紫外線和熱射線的玻璃以及玻璃、陶瓷的著色劑。釩的氧化物和偏釩酸鹽用於生產印刷油墨和黑色染料。
釩的套用範圍
套用領域 占總量比例(%) 主要用途 使用產品
碳素鋼25 鋼筋 FeV
HSLA鋼 25 建築,石油管道 FeV
高合金鋼 20 鑄件,石油管配件 FeV
工具鋼 15 高速工具鋼,耐磨件 FeV(80%V)
鈦合金 10噴氣式發動機零件,飛行器機 V-Al基合金
化學製品 5 硫酸和順丁烯二酸酐生產 V2O5和其它釩化合物

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