釩,高熔點(diǎn)金屬之一,呈淺灰色,有延展性,質(zhì)堅(jiān)硬,無磁性。具有耐鹽酸和硫酸的本領(lǐng),并且在耐氣-鹽-水腐蝕的性能要比大多數(shù)不銹鋼好。于空氣中不被氧化,可溶于氫氟酸、硝酸和王水。
釩礦是含有釩的礦物,發(fā)現(xiàn)的含釩礦物有70多種,但主要的礦物有釩鈦磁鐵礦、鉀釩鈾礦、石油伴生礦等。非常純的釩很難制成,在通常的高溫條件下,釩對氧、氮和碳都活潑,容易起反應(yīng),工業(yè)上用它制成合金。很純的釩可由五氧化二釩與碘化鈣作用制成VI5,再經(jīng)熱分解可以制得。
釩 元素原子量:50.94
元素類型:金屬
發(fā)現(xiàn)人:塞夫斯唐姆 發(fā)現(xiàn)年代:1830年,
發(fā)現(xiàn)過程:
1830年,瑞典的塞夫斯唐姆,在研究斯馬蘭鐵礦的鐵渣時(shí),得到氧化釩,發(fā)現(xiàn)了釩的存在。
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復(fù)合礦,世界已知的釩礦儲量為6000~7000萬t,其中前蘇聯(lián)占60%,南非占20%,發(fā)現(xiàn)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(tài)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(chǎn)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(luò)鹽,它的化學(xué)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(chǎn)地,在提鈾時(shí)可制得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。
元素在太陽中的含量:(ppm):0.4
地殼中含量:(ppm):160
質(zhì)子數(shù):23
中子數(shù):37
原子序數(shù):23
所屬周期:3
所屬族數(shù):VB
電子層分布:2-8-11-2
晶體結(jié)構(gòu):晶胞為體心立方晶胞,每個(gè)晶胞含有2個(gè)金屬原子。
氧化態(tài):
Main V 3, V 4, V 5
Other V-3, V-1, V0, V 1, V 2
晶胞參數(shù):
a=303pm
b=303pm
c=303pm
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
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礦物有釩酸鉀鈾礦、褐鉛礦和綠硫釩礦等。非常純的釩很難制成,在通常的高溫條件下,釩對氧、氮和碳都活潑,容易起反應(yīng)。工業(yè)上用它制成合金。很純的釩可由五氧化二釩與碘化鈣作用制成VI5,再經(jīng)熱分解可以制得。
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(qiáng)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(shù)、國防工業(yè)等部門,到處可見到釩的蹤跡。此外,釩的氧化物已成為化學(xué)工業(yè)中最佳催化劑之一,有“化學(xué)面包”之稱??磥?,凡娜迪絲的“兒子”在人間正大受寵愛。
主要用于制造高速切削鋼及其他合金鋼和催化劑。把釩摻進(jìn)鋼里,可以制成釩鋼。釩鋼比普通鋼結(jié)構(gòu)更緊密,韌性、彈性與機(jī)械強(qiáng)度更高。釩鋼制的穿甲彈,能夠射穿40厘米厚的鋼板。但是,在鋼鐵工業(yè)上,并不是把純的金屬釩加到鋼鐵中制成釩鋼,而是直接采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(jià)釩鹽常呈紫色;三價(jià)釩鹽呈綠色,四價(jià)釩鹽呈淺藍(lán)色,四價(jià)釩的堿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,被制成鮮艷的顏料:把它們加到玻璃中,制成彩色玻璃,也可以用來制造各種墨水。
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(shù)是以石煤的形式存在。
釩主要制成釩鐵用作鋼鐵的合金組分,能細(xì)化鋼鐵基體晶粒,廣泛用于各類鋼種。釩在非鐵合金中主要用于制造鈦合金 (Ti-6Al-4V)。釩可以控制銅基合金中的氣體含量,并改善其微觀結(jié)構(gòu),在內(nèi)燃機(jī)活塞的鋁基合金中加入少量釩,可以增強(qiáng)合金的強(qiáng)度,并降低熱脹系數(shù)。釩的快中子吸收截面小,對液態(tài)鈉有良好的耐蝕性,并有抗高溫蠕變強(qiáng)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(dǎo)材料。V2O5廣泛用作有機(jī)和無機(jī)氧化反應(yīng)的催化劑;用來制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于生產(chǎn)印刷油墨和黑色染料。
應(yīng)用領(lǐng)域 占總量比例(%)主要用途 使用產(chǎn)品
碳素鋼25 鋼筋 FeV
HSLA鋼 25 建筑,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(fā)動機(jī)零件,飛行器機(jī) V-Al基合金
化學(xué)制品 5 硫酸和順丁烯二酸酐生產(chǎn) V2O5和其它釩化合物