釩
铜臭 / 2022-08-06
一、釩的存在和提炼
釩在地壳中的含量占第23位，比鋅、銅、鉛那些普通元素要多些。它在自然界中的存在很分散，大多数的岩石中都含有釩。釩主要以三价及五价两种状态存在于矿石中。三价釩离子的半徑接近三价铁离子，前者为0.65Å,后者为0.667Å，因此三价釩几乎不生成自己的矿物而分布在铁矿或鋁矿中。釩鈦铁矿中的釩就是以这种形式存在的。
五价釩一般形成独立的矿物一釩酸盐， 常与鈾和磷共生。釩又存在于某些煤、瀝青、石油中;它們的灰渣是提炼釩的原料。最 重要的釩矿有:綠碗釩矿VS₂(或V₂S₅);鉛釩矿(或称褐鉛矿) Pb₅[VO₄]₃Cl; 釩云母KV₂[AISizO₁₀] (OH)₂;釩酸鉀鈾矿K₂[UO₂]₂[VO₄]₂·3H₂O等。
由于釩矿种类繁多，就要加以不同的处理，可以归纳为三种方法:(1)碱法;(2)酸法;(3)氯化焙燒法。用苛性碱或碱金屬碳酸盐与五价釩矿石熔融，得可溶性的碱金屬釩酸盐M⁽ᴵ⁾VO₃,加以瀝取。但是若有鈣存在，那末就有不溶物Ca(VO₃)₂出现，就需要用碳酸鈉处理，
Ca(VO₃)₂+Na₂CO₃=CaCO₃+2NaVO₃
使釩进入溶液中。
酸法是用碗酸(加亚硫酸)或盐酸来处理釩矿石，使四价釩成VOSO₄或VOCI₂溶解出来。
在氯化法中，用食盐和釩矿在空气中焙烧，这时矿石中所含的V₂O₅发生下列反应:
V₂O₅+2NaCl+1/2O₂=2NaVO₃+Cl₂
如果矿内含鈣，也需要作上述的处理。酸化釩酸盐得五氧化二釩。
为着制造釩鐧，首先制备“铁釩”合金。先由矿石制造“釩渣”，然后和铁一起，用鋁还原:
3V₂O₅+10Al=6V+5Al₂O₃
所得的釩和铁在一起，成为“铁釩”合金。
較純的金屬釩的制备，可用鈣还原三氧化二釩:
V₂O₃+3Ca→2V+3CaO
控制反应在1900°C于氬气氛中进行，得金屬釩粉末。再用粉末冶金法制成延性釩，純度达99.7%以上。
最純的釩要用碘化物分解法，这样可达99.9%純度。
二、釩的性质和用途
釩是鋼灰色的金屬。不純的釩很硬，純釩具有展延性。釩的比重不大(6.11)，还可以算是比铁較輕的金屬。熔点很高。釩秸成体心立方型晶体，在1550°发生多晶轉变。
块状釩在常温时不与空气、水、苛性碱作用。它也不和非氧化性的酸作用，但氧氟酸为例外。它溶于强的氧化性酸中，如王水及硝酸。釩的粉末在压箱氧气中，燃点后可以燃燒，主要生成五氧化二釩，还生成一些低价氧化物。金屬釩粉末在加热时与氧化合。釩在1000°以上时吸收氫，成为固溶体。
釩主要用来制造釩鋼。釩不但是一个合金成分，并且是一个除氧剂。鋼中加入了釩，可使鋼质紧密，韌性、彈性和强度提高，并 有很高的耐磨損性和抵抗撞击的性能。一般釩鋼含 釩量为0.1-0.2%。釩鋼广泛用来作结构鋼、彈簀鋼、工具鋼、装甲鋼和鋼軌。它特别是对汽車和飞机制造业有重要的意义。
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