В 1830 г. шведский химик Зефстрем открыл в железной руде из г.Таберга (Швеция) новый элемент, которому из-за цветового многообразия соединений дал название “ванадий” по имени древнескандинавской богини красоты Ванадис.
В 1867 г. английский химик Роско выделил металлический ванадий (чистотой около 96 %) путем восстановления VC12 водородом. В дальнейшем многие исследователи безуспешно пытались получить более чистый ванадий. [...]
Ванадий - элемент V побочной группы периодической системы. Высокая химическая активность ванадия обусловлена его положением в начале ряда с законченной 18-электронной оболочкой.
Ванадий кристаллизуется в кубической объемноцентрированной кристаллической решетке с периодом а = 0,30282 нм.
В виде порошка ванадий имеет серый цвет, в компактном виде - стальной серый. Чистый металл, не содержащий нитрида и карбида, пластичен. Его [...]
Получено четыре типа соединения ванадия с кислородом: монооксид ванадия VO (или V202) - черный порошок, оксид ванадия (III) V203 (черный порошок), диоксид V02 (голубого или черного цвета, в зависимости от способа получения) и оксид ванадия (V) V2Os. Высший оксид ванадия, или ванадиевый ангидрид, V2Os - наиболее важное из всех соединений ванадия. Оксид ванадия (V) бывает [...]
Соли, в состав которых в качестве кислотной части входит в химически связанном состоянии V2O5, очень многочисленны и подразделяются на несколько типов. Наиболее обычны три типа ванадатов: ортованадаты, пированадаты, метаванадаты. Некоторые из зтих солей имеют и некоторое число молекул воды.
Кроме указанных типов солей, существует обширный класс ванадиевых солей, называемых поливанадатами. Отношение числа молекул V2O5 в составе [...]
Ванадий образует галогениды и оксогалогеииды степени окисления 2; 3; 4; 5. Практический интерес представляют VFS, VC12, VC13, VC14, VOCl3. Высшие галогенопроизводные - легколетучие соединения, низшие - при нагревании диспропорциоиируют. В воде разлагаются в результате гидролиза.
Ванадий и сера образуют сульфиды: VS(V2S2), V2S3 и V2S5. Сульфиды - вещества темно-коричневого или красного цвета. На воздухе окисляются с образованием V2O5 и S02.
В качестве легирующих добавок ванадий стали применять в металлургии еще в конце прошлого столетия.
Возможность использования самого металла и сплавов на его основе появилась совсем недавно — после освоения производства чистого металла. Значительную часть ванадия используют в виде оксидов, солей и других соединений.
Около 90% ванадия используют для легирования сталей и чугунов. В специальных сортах сталей ванадий способствует образованию тонкой и равномерной структуры, делает сталь более плотной, повышает вязкость, предел упругости, временное сопротивление, предел прочности при изгибе, расширяет интервал закалочных температур. Карбиды ванадия повышают твердость стали, увеличивают сопротивление истиранию и ударным нагрузкам. Ванадий - важная добавка в инструментальной [...]
Ванадий применяют для производства сплавов на железной основе (меднованадиевые сплавы и ванадиевые бронзы). Из сплава Ti-4%Al-4%V изготовляют элементы авиационных реактивных двигателей, ракет. Аналогичное применение находят сплавы Ti - 13 % V - 11 % Сг - 3% Al и Ti - 6% Al - 4% V. Ванадий применяют как материал для оболочек ядерных реакторов и [...]
Ванадаты элементов 1-Ш групп используют для получения люминофоров с белым свечением и со свечением в любом диапазоне видимого света, для применения в ртутных лампах высокого и низкого давления, для цветных и обычных кинескопов. Описаны лазеры на основе ортованадатов иттрия, лантана, гадолиния, лютеция. В сельском хозяйстве растворимые соли мышьяко-вистованадиевой кислоты используют в качестве фунгисидов и инсектисидов. [...]
Основные производители ванадия и его соединений - ЮАР, США, Финляндия и Чили. Производство ванадия в 1981-1989 гг. составляло (44-45 тыс.т в пересчете на V2O5).
Большая часть ванадия (~83%) расходуется в виде феррованадия и нового ванадиевого сплава (83-86 % V, 10-13 % С, 1-3 % Fe). Новый сплав, получивший название “Карван”, по свойствам не уступает феррованадию, а [...]
Массовое содержание ванадия в земной коре (0,02%) превышает содержание меди, цинка или свинца. Однако самостоятельные промышленные месторождения встречаются редко - он рассеян в различных минералах и горных породах. Характерная особенность промышленных ванадиевых комплексность. Из собственно ванадиевых минералов (всего их известно более 50) наибольшее значение имеют следующие.
Роскоэлит KV2[AlSi3O10](OH)2 - ванадийсодержащий мусковит (32,4% V203). Руда представляет собой [...]
Роскоэлитовые руды плохо обогащаются. Обогащение включает следующие операции: дробление, помол, мокрое обогащение по плотности на столах. Содержание в концентрате при этом повышается до 7-8 %.
Патронит как сульфидную руду обогащают флотацией. Патронш при этом вместе с углистым веществом отделяется от примесей. В результате последующего обжига получается концентрат, содержащий, %: V2O5 около 80, Si02 14, Fe203 4, [...]