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嘉兴振风新材料-钒电池之钒的性质及用途简介

发布日期:2017-09-16 阅读次数:1256
一、性质 
1、钒的性质
钒(Vanadium),化学符号V,元素周期表中序数为23,原子量为50.94。钒是银?#21672;?#30053;带蓝色的金属,具有延展性?#32531;?#26377;氧、氮、氢时则变脆、硬。钒在较高的温度下与原子量较小的非金属形成稳定的化合物;在低温下有良好的耐腐蚀性。钒进入合金后可增强合金的强度,降低热膨胀系数。
钒在地壳中的丰度?#22025;?.02%,比铜、锌、镍、铬都高。按地壳?#24615;?#32032;丰度排列第13位。可以说,在地壳中含有非常丰富的钒金属。但钒金属有一个特点,很难形成独立的矿床,伴生性非常明显,因此在自然界非常分散,通常和其他金属伴生,如:钒钛磁铁矿。因此,不太容易单独对钒金属进行开采和提炼,钒产品多作为冶金业的副产品生产。
2、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。在国际化学剧毒品名录?#20449;?#21517;第43位。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,?#22411;?#26127;、恶心等感觉,擤鼻涕时可能会带有血丝。如果五氧化二钒中毒,离开了现场症状自然缓解,休息一两天?#35805;?#33258;然恢复,不需治疗。在国内没有对五氧化二钒毒性检测的规程,但中华人民共和国国标中也明确列示其为剧毒物质,生产过程需要在省级?#24067;?#37096;门办理安全生产许可证。
3 、偏钒酸铵
偏钒酸铵(NH4VO3)为?#21672;?#32467;晶体,既是一种独立的产品,也是制造五氧化二钒的上一道工序的中间产品,其性质与五氧化二钒相似,其生产也需要办理安全生产许可证。
4 、钒铁的性质
工业上使用的钒,主要是元素钒。五氧化二钒(V2O5)中,钒的原子量仅占56%,其余为氧原子量。所以冶金上的添加剂不是直接采用V2O5,而是使用钒铁(FeV)。V2O5经过加工,脱去V2O5中的氧原子,就可以生产钒铁。在FeV中,钒的原子量可以到达65%—85%。
5、三氧化二钒的性质
三氧化二钒的性质与五氧化二钒的性质相似,主要是为了增加钒原子在分子中的比例而研制的一种高科技生产?#38469;酰?#30446;前主要是攀钢钢钒等少数企业所掌握。
二、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。
1、在钢铁中的应用
在我国90%左右的钒用于钢铁工业,钒在?#31181;?#24212;用主要是通过添加钒来提高强度和韧性。在结构?#31181;?#21152;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%。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,?#20998;?#24050;经在使用 500Mpa的钢筋。 

由于钒钢具有强度大,韧性、耐磨性及耐蚀性好的特点而广泛应用于输油(气)管道、建筑、桥梁、钢轨和压力容器等工程建设?#23567;?/span>

2、在合金中的应用
钒和钛组成重要的金属合金Ti-6A1-4 V、用于飞机发动机、宇航船?#23637;?#26550;、导弹、军舰的水翼和引进器、蒸汽?#26032;?#26426;叶片、火箭发动机壳等。此外,钒合金还应用于磁性材料、硬质合金、超导材料(如V3Ga)及核反应堆材料等领域。
3、钒电池
钒在电池中是以钒的氧化物形式作正极,如把V2O5和V6O13用作锂电池的正极。钒电池的优点是可在常温下安全使用,电解液和电池使用寿命均长,制造成本低。日本电池用V2O5的消费量?#22025;?000t/a,约?#38469;?#30028;V2O5总消费量的10%。
此外,在美国、澳大利亚和我国的攀钢、承钢也在研究钒在蓄电池中的应用,如果未来钒电池能够推广,将是钒金属的另一个需求增长极。
4、钒在化学工业的应用
在化学工业中应用的钒制?#20998;?#35201;有深加工产品V2O5(98%-99.99%),NH4VO3(偏钒酸铵)、NaVO3及KVO3等它们分别应用丁催化剂、陶瓷着色剂、显影剂、干燥剂及生产高纯氧化钒或钒铁的原料。美国开发出一种新型钒催化剂,用于制硫酸、提炼石油和化工生产?#23567;?span class="Apple-converted-space"> 

5、钒在其他领域中的应用
除了以上的应用领域外,钒还在玻璃、陶瓷、医学等方面有比较广泛的用途。
 

公司名称:嘉兴振风新材料有限公司

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