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釩的用途
世界上金屬釩的生產(chǎn)成本高,產(chǎn)量很少,除了少數(shù)特殊用途外,工業(yè)上釩的使用形態(tài)主要為五氧化二釩(V2O5)和釩鐵FeV。
在鋼鐵中的應(yīng)用
在我國(guó)90%左右的釩用于鋼鐵工業(yè),釩在鋼中應(yīng)用主要是通過添加釩來提高強(qiáng)度和韌性。在結(jié)構(gòu)鋼中加入0·1%的釩,可提高強(qiáng)度10%~20%,減輕結(jié)構(gòu)重量15%~25%,降低成本8%~10%。高強(qiáng)度的含釩鋼可減輕金屬結(jié)構(gòu)重量的40%-50%,成本則比普通結(jié)構(gòu)鋼低15%-30%。以鋼筋為例,我國(guó)目前還在大量使用Ⅱ級(jí)鋼筋,Ⅲ級(jí)高強(qiáng)度鋼筋所占的比例僅為 10%.左右。而國(guó)際通用的鋼筋是 460Mpa 的Ⅲ級(jí)鋼筋,歐洲已經(jīng)在使用 500Mpa的鋼筋。當(dāng)金屬釩在空氣中加熱時(shí),釩氧化成棕黑色的三氧化二釩、鐵紅色的四氧化二釩,并終成為桔黃色的五氧化二釩。
含釩石煤磨細(xì)添加鈉鹽進(jìn)行氧化焙燒,水浸可溶性鹽工藝技術(shù)系Blee0ker于1912年發(fā)明的提釩技術(shù),是國(guó)內(nèi)外通常用的傳統(tǒng)的經(jīng)典方法。
其工藝技術(shù)原則流程:釩礦磨細(xì) 工業(yè)用鹽——團(tuán)礦成球焙燒——水浸——酸沉粗釩——堿溶——銨鹽沉釩——脫氨制精釩。
酸沉粗釩:將含釩溶液中和到一定PH值,可以從中析出水合五氧化二釩(V2O5·XH2O)。溶液加熱到沸騰后,即有紅色(V2O5)沉淀折出,釩與雜質(zhì)鉻 (Cr6 )分離。
堿溶:系粗釩凈化過程,釩呈NaVO3狀態(tài)進(jìn)入液相,與磷、硅等雜質(zhì)分離。
酸浸~萃取工藝適用于含耗酸物(如碳酸鹽、有機(jī)質(zhì)等)較少,含鐵少的釩礦資源提釩,不適于鐵釩渣提釩。鐵含量高,鐵被酸浸出,干擾萃取,增加萃取再生工作量和再生成本。
釩是鋼鐵中很重要的合金元素之一,能使鋼具有特殊的機(jī)械性能,提高鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服點(diǎn),尤其能夠提高鋼的高溫強(qiáng)度,提高工具鋼的使用壽命,釩和硫、氮、氧都具有強(qiáng)的親和力,在煉鋼時(shí),可作為細(xì)化晶粒的脫氧劑。
金屬元素種類高達(dá)八十余種,性質(zhì)相似,主要表現(xiàn)為還原性,有光澤,導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性良好,質(zhì)硬,有延展性,常溫下一般是固體(除:在常溫下為銀白色液體,俗稱“”),元素的金屬性是指元素的原子失電子的能力。
國(guó)內(nèi)每年消費(fèi)各種釩原料約2860噸(按金屬釩計(jì))。其中,90%用于鋼鐵工業(yè),其余10%用于催化劑、鈦釩合金、顏料等領(lǐng)域。在鋼鐵工業(yè)中有1500噸左右用于特殊鋼冶煉,1100噸左右用于普通鋼鐵廠中冶煉高強(qiáng)低合金鋼。近年來,建筑含釩鋼筋用釩明顯上升。除攀鋼使用FeV80外,其他中國(guó)鋼鐵廠都以FeV50或其它形式使用釩。水浸:焙燒后物料用水浸出,釩呈NaVO3狀態(tài)進(jìn)入液相,雜質(zhì)鉻(Na2Cro3)、磷(Na2HPO4)及硅(Na2SiO3)也隨釩酸鈉進(jìn)入液相,其它雜質(zhì)留在渣中。
中國(guó)釩的生產(chǎn)已處于世界前列,但釩的應(yīng)用范圍、規(guī)模和水平卻并不先進(jìn),與產(chǎn)釩大國(guó)的地位很不相稱。擴(kuò)大低合金鋼的應(yīng)用是鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí)、體現(xiàn)鋼鐵工業(yè)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此,大力推廣包括含釩鋼在內(nèi)的低合金鋼、是中國(guó)從鋼鐵大國(guó)向鋼鐵強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的重要任務(wù)之一。偏釩酸鈉的理化特性外觀與性狀:無色單斜晶形、棱形結(jié)晶或淡綠色結(jié)晶粉末。
多釩酸銨是目前釩產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的主要中間產(chǎn)品,多釩酸銨是生產(chǎn)低鉻片狀五氧化二釩主要原料,其價(jià)格昂貴,附加值高,應(yīng)用前景廣泛,常用來制備髙端釩鋁合金、鈦合金、金屬釩產(chǎn)品等。以釩渣通過酸性銨鹽沉淀法生產(chǎn)的多釩酸銨為原料,將多釩酸銨加入碳酸鈉溶液中,調(diào)節(jié)pH值至8.0~9.5,加熱溫度控制在50℃~80℃,多釩酸銨與碳酸鈉完全反應(yīng)生成溶液后,按反應(yīng)生成的溶液與聚炳烯酰胺體積質(zhì)量比為1L:40mg~1L:80mg,向反應(yīng)生成 的溶液中加入聚炳烯酰胺,靜止澄清2min~15min,過濾,得到釩溶液。當(dāng)水溶液中有銨鹽存在時(shí),因共同離子效應(yīng),偏釩酸銨的溶解度下降。