钒是一种化学元素,它的化学符号是V,它的原子序数是23。钒是中文从英语的Vanadium音译过来的,其词根来源于古日耳曼语中日耳曼神话中美丽女神的名字Vanadis。这个名字来源于钒的许多色彩鲜艳的化合物。
钒是一种稀有的,柔弱而黏稠的过渡金属。它的矿物一般与其它金属的矿物混合在一起。它一般被用在材料工程中作为合金的成分。
它不易腐蚀,在碱、硫酸和盐酸中它相当稳定。在933K(660°C)以上的温度中它氧化为五氧化二钒V2O5。钒的结构强度相当高。但钒很易燃、钒的化合物毒性很高、含钒的尘埃被吸入后会导致肺癌。
在氧化物中钒一般显+5价,但也有+2、+3和+4价的氧化物存在,不过它们比较容易过渡为+5价的氧化物。2价和3价的钒氧化物是碱性的,4价的氧化物是双性的,5价的氧化物是酸性的。
在大自然中钒一般以化合物存在。约65种钒的化合物在自然中出现,在矾土和石油、煤、油页岩中也含有大量钒,特别是委内瑞拉和加拿大的石油中能找到钒。光谱分析发现在太阳光和一些恒星的表面也有钒。
纯的金属钒一般是用钾在高压下将五氧化二钒还原而得到的。大多数钒是其它矿物加工时的副产品。
大约80%的钒和铁一起作为钢里的合金元素。含钒的钢很硬很坚实,但一般其钒含量少于1%。
它的矿物一般与其它金属的矿物混合在一起。钒主要用在冶金中,和其它铁合金一样,用作催化剂和还原剂,但由于钒能增加钢的耐磨性和延展性,使得它在优钢、特种钢,棒材、板材和型材中备受青睐。
含钒的合金有:
运用在医疗器械中的特别的不锈钢
运用在工具中的不锈钢
与铝一起作为钛合金物运用在高速飞机的涡轮喷气发动机中
含钒的钢经常被用在轴、齿轮等关键的机械部分中
钒吸收裂变中子的半径很小,因此被用在核工业中
在炼钢过程中钒被用来导致碳化物的形成
在给钢涂钛的时候钒往往被作为中介层
钒与镓的合金可以用来制作超导电磁铁,其磁强度可达175,000高斯
在制造缩苹果酸酐和硫酸的过程中钒被用来做催化剂
五氧化二钒(V2O5)被用来制做特殊的陶瓷作为催化剂
我国是钒资源比较丰富的国家,钒矿主要分布在四川的攀枝花和河北的承德,大多数是以石煤的形式存在。
应用领域 | 占总量比例(%) | 主要用途 | 使用产品 |
25 | 钢筋 | FeV | |
HSLA钢 | 25 | 建筑,石油管道 | FeV |
高合金钢 | 20 | 铸件,石油管配件 | FeV |
工具钢 | 15 | 高速工具钢,耐磨件 | FeV(80%V) |
钛合金 | 10 | 喷气式发动机零件,飞行器机体 | V-Al基合金 |
化学制品 | 5 | 硫酸和顺丁烯二酸酐生产 | V2O5和其它钒化合物 |