五氧化二钒的性质
五氧化二钒(V2O5)为褐色固体,有两种形态:粉状和片状,因在富氧和缺氧的加热条件下而得到不同的形态。
五氧化二钒有毒性。在国际化学剧名录中排名第43位。在某一次试验中取得如下数据:处理600g含镍铝渣,回收90g钒渣。其毒性主要是对呼吸道有刺激,引起鼻粘膜充血。如果过多的吸入了粉状的五氧化二钒,有头昏、恶心等感觉,擤鼻涕时可能会带有血丝。如果五氧化二钒,离开了现场症状自然缓解,休息一两天一般自然恢复,不需。在国内没有对五氧化二钒毒性检测的规程,但中华人民共和国***中也明确列示其为物质,生产过程需要在省级安监部门办理安全生产许可证。
钒的用途
世界上金属钒的生产成本高,产量很少,除了少数特殊用途外,工业上钒的使用形态主要为五氧化二钒(V2O5)和钒铁FeV。
在钢铁中的应用
在我国90%左右的钒用于钢铁工业,钒在钢中应用主要是通过添加钒来提高强度和韧性。在结构钢中加入0·1%的钒,可提高强度10%~20%,减轻结构重量15%~25%,降低成本8%~10%。受氯碱工业离子交换膜电解法的启发,笔者提出用离子交换膜电解法来中和钒渣中的碱,至溶液pH值达到一定程度沉淀出氧化铝,规方法回收滤液中的钒。高强度的含钒钢可减轻金属结构重量的40%-50%,成本则比普通结构钢低15%-30%。以钢筋为例,我国目前还在大量使用Ⅱ级钢筋,Ⅲ级高强度钢筋所占的比例仅为 10%.左右。而国际通用的钢筋是 460Mpa 的Ⅲ级钢筋,欧洲已经在使用 500Mpa的钢筋。
钒的发展史
在发现钒这种金属后,人们慢慢了解到了它的性质,并开始将它应用到人们的生活当中。1882年,英国列·克鲁佐特钢铁公司用含钒1.1%的炼钢炉渣制得钒的磷酸盐,年产量约60t。用户是生产黑的染料厂。
在19世纪末20世纪初,俄罗斯开始利用碳还原法还原铁和钒氧化物,制备出钒铁合金(含V35%~40%)。1902~1903年俄罗斯进行了铝热法制取钒铁的试验。
1927年,美国的马尔登和赖奇用金属钙还原五氧化二钒(V2O5),次制得了含钒99.3%~99.8%的可锻性金属钒。
19世纪末,研究还发现了钒在钢中能显著改善钢材的机械性能,从而使钒在工业上才得到广泛应用。至20世纪初,人们开始大量开采钒矿。
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