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釩在合金中的應(yīng)用
釩和鈦組成重要的金屬合金Ti-6A1-4 V、用于飛機發(fā)動機、宇航船艙骨架、、軍艦的水翼和引進器、蒸汽渦輪機葉片、火箭發(fā)動機殼等。此外,釩合金還應(yīng)用于磁性材料、硬質(zhì)合金、超導(dǎo)材料(如V3Ga)及核反應(yīng)堆材料等領(lǐng)域。
釩在電池中是以釩的氧化物形式作正極,如把V2O5和V6O13用作鋰電池的正極。釩電池的優(yōu)點是可在常溫下安全使用,電解液和電池使用壽命均長,制造成本低。日本電池用V2O5的消費量約為5000t/a,約占世界V2O5總消費量的10%。
此外,在美國、澳大利亞和我國的攀鋼、承鋼也在研究釩在蓄電池中的應(yīng)用,如果未來釩電池能夠推廣,將是釩金屬的另一個需求增長極。
三價釩鹵化物的熱穩(wěn)定性較差。四價釩鹵化物的穩(wěn)定性差,其中相對說比較穩(wěn)定。五價釩的鹵化物中僅VF5被確認(rèn)。VF5是白色固體,在19.5℃融化成淡黃色液體,是強氧化劑和氟化劑。如下:~)、偏鋁酸鈉、,過濾除去不溶的雜質(zhì),該溶液作為陽極液。五價釩的鹵氧化物較多,VOCl3、VOBr、VO2F、VO2Cl。
當(dāng)水溶液中有銨鹽存在時,因共同離子效應(yīng),偏釩酸銨的溶解度下降。這一現(xiàn)象在釩的濕法冶金中被廣泛應(yīng)用。偏釩酸銨在常溫下穩(wěn)定,加熱時易分解。它在空氣中的分解反應(yīng)為:
6NH4VO3=(NH4)2O·3V2O5 4NH3 2H2O 2NH4VO3=V2O5 2NH3 H2O
釩的性質(zhì)及應(yīng)用,釩的性質(zhì):
釩是一種十分重要的戰(zhàn)略物資,在鋼鐵、電子、化工、宇航、原子能、航海、建筑、體育、、電源、陶瓷等在國民經(jīng)濟和中占有十分重要的位置。
常溫下釩的化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定,但在高溫下能與碳、硅、氮、氧、硫、氯、等大部分非金屬元素生成化合物。例如:釩在空氣中加熱至不同溫度時可生成不同的釩氧化物。在180℃下,釩與氯作用生成(VCl4);釩是鋼鐵中很重要的合金元素之一,能使鋼具有特殊的機械性能,提高鋼的抗拉強度和屈服點,尤其能夠提高鋼的高溫強度,提高工具鋼的使用壽命,釩和硫、氮、氧都具有強的親和力,在煉鋼時,可作為細化晶粒的脫氧劑。當(dāng)溫度超過800℃時,釩與氮反應(yīng)生成氮化釩(VN);在800~1000℃時,釩與碳生成碳化釩(VC)。
釩有多種氧化物。V2O3和V2O4之間,存在著可用通式V n O2n-1(3≤n≤9)表示的同族氧化物,工業(yè)上釩氧化物主要是以V2O5、V2O4和V2O3形式存在,特別是V2O5和生產(chǎn)尤為重要。
V2O5是一種無味、無嗅、有毒的橙黃色或紅棕色的粉末,微溶于水(質(zhì)量濃度約為L),溶液呈黃色。它在約670℃熔融,冷卻時結(jié)晶成黑紫色正交晶系的針狀晶體,它的結(jié)晶熱很大,當(dāng)迅速結(jié)晶時會因灼熱而發(fā)光。V2O5是氧化物,但主要呈酸性。
五氧化二釩生產(chǎn)按冶煉方法不同可分為火法與濕法冶金:
火法冶金:將含釩鈦磁鐵礦經(jīng)過火法冶金處理后得到含釩鐵水,再從鐵水氧化出釩渣,使釩得到富集后再使用。此種方法稱之為火法提釩。
釩鈦磁鐵礦冶煉含釩鐵水的方法
(1)高爐法:主要流程是用釩鈦磁鐵礦的燒結(jié)礦,在高爐中冶煉出含釩鐵水,使用這種方法的有俄羅斯、中國。
(2)電爐法:先將釩鈦磁鐵礦預(yù)還原為金屬化球團,再在電爐內(nèi)冶煉出含釩鐵水,使用這種方法的國家有南非、新西蘭。