現(xiàn)代工業(yè)中， 90%以上的釩通過釩鈦礦及其礦渣通過焙燒、浸出等手段進(jìn)行提取。其余的釩以化合物的方式存在于鋁土礦、磷酸鹽礦和含鈾砂礦中。其中，釩鐵和金屬釩主要應(yīng)用于鋼鐵冶金和航空航天行業(yè)，含釩化合物應(yīng)用于化工和電池行業(yè)。首先，鋼鐵冶金行業(yè)中，少量釩的添加即可有效地提高鋼鐵的強(qiáng)度、韌性、延展性、耐熱和耐磨性等，其占釩總用量的 85%。有色冶金行業(yè)中，金屬釩可用于生產(chǎn)釩鈦合金。其次，約有 10%的釩應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)，大部分以化合物或聚合物的形式充當(dāng)催化劑使用。另外，釩元素作為材料添加劑，可用于硬質(zhì)合金、磁性、超導(dǎo)及核反應(yīng)堆材料等。而釩的氧化物及其化合物充當(dāng)著色劑可有效應(yīng)用在玻璃和陶瓷工業(yè)。最后，作為新型領(lǐng)域，釩還用于生產(chǎn)釩電池、稀土釩、釩納米和釩薄膜材料等高科技材料。
1 釩在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用
釩在各個領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，但生產(chǎn)的 85%的釩應(yīng)用在鋼鐵冶金及其相關(guān)領(lǐng)域。所用合金鋼中，均能見到釩的蹤跡，釩具有多價態(tài)，因此可以充當(dāng)脫氧劑，且釩具有立方體結(jié)構(gòu)，在鋼鐵中起到骨架作用，強(qiáng)化鋼的強(qiáng)度。少量的釩即可有效地細(xì)化鋼組織和精粒，降低過熱敏感性；提高韌性、強(qiáng)度和服役性能；增加淬火鋼的回火穩(wěn)定性。釩在鋼中主要以合金形式存在，含釩合金主要包括鐵基合金和非鐵基合金，而鐵基合金占大部分，其中釩鐵在鐵基合金中用量最大?，F(xiàn)階段，生產(chǎn)出來的釩鐵合金有釩硅鈣、釩硅鐵、釩錳鐵、氮化釩鐵、釩鈦硅等，而非鐵基系列的含釩合金主要有釩鋁合金、釩碳與釩氮合金等 。
2 釩在航天工業(yè)的應(yīng)用
航工航天工業(yè)中，鈦合金應(yīng)用非常廣泛，通常應(yīng)用于發(fā)動機(jī)、太空艙骨架、火箭發(fā)動機(jī)外殼及蒸汽鍋輪機(jī)葉片等方面，而金屬釩和鋁是其中的關(guān)鍵元素。釩鋁合金具有良好的延展性、很好的強(qiáng)度、耐腐蝕、輕盈等很多優(yōu)點(diǎn)，因此，航空航天中 90%的合金均為釩鋁合金。世界上生產(chǎn)釩鋁合金的主要企業(yè)包括：美國有色合金公司、戰(zhàn)略礦物公司、雷丁合金公司，德國的 GFE公司以及俄羅斯的 VSMPO公司等。主要生產(chǎn)釩鋁 65合金，美國雷丁和德國 GFE全球份額 80%。而國內(nèi)生產(chǎn)釩鋁合金的企業(yè)主要包括寶鈦、承德天大以及錦州鐵合金等，主要生產(chǎn)釩鋁 55合金，大多數(shù)產(chǎn)品為民用。目前，國際航空航天中以釩鋁 65合金最為廣泛，與傳統(tǒng)釩鋁 55合金相比，有害雜質(zhì)低，氧化膜和氮化膜少，成分均勻性更優(yōu)。
文章編號：1008-4800(2021)01-0072-02
3 釩在化工行業(yè)(催化劑)的應(yīng)用
化工及相關(guān)行業(yè)中，釩基催化劑是非常重要的氧化催化劑，其催化機(jī)理是基于釩的配位作用。硫酸工業(yè)生產(chǎn)中， V2O5是重要的二氧化硫氧化的釩系固體催化劑；通過在活性炭中填充五氧化二釩，可有效提高脫除煙氣中的硫氮氧化物；五氧化二釩亦可以用作有機(jī)物 (如順酐和苯酐等 )氧化反應(yīng)的催化劑 ；聚合反應(yīng)是將簡單化合物轉(zhuǎn)變?yōu)楦呔刍衔铮C可作為聚合反應(yīng)催化劑，催化聚合產(chǎn)生無規(guī)交替共聚物，也可得到乙烯和丙烯單元均勻分布的乙丙橡膠 [7]。另外，釩系催化劑還用于烷基化反應(yīng)、氨化反應(yīng)、氧化脫氫反應(yīng)及醋酸生產(chǎn)等方面 [8]。目前，工業(yè)釩系催化劑中， 1/3用于硫酸生產(chǎn)， 1/3用于乙丙橡膠合成，其余主要用于順酐和苯酐生產(chǎn)、選擇性催化還原 (SCR)氮氧化物等 。用于氨合成方面的釩基催化劑大部分處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，中國科學(xué)院已開發(fā)了一種釩基氨合成與氨分解催化劑。
文章摘自：李鵬《釩的應(yīng)用研究綜述》
冀公網(wǎng)安備13050002001422號