五氧化二钒使用管理制度 一、五氧化二钒在本单位使用用途为向脱硫溶液中添加作为催化剂。 二、计划申报：每月10日前由工艺技术员对上月脱硫溶液中总钒的含量情况制定下月的五氧化二钒物资计划，经相关领导审批后报采购部门进行采购。 三、物资领取：由分公司检修技术员负责与采购业务员联系，出具领料单进行领取，五氧化二钒入库后，实行双人双锁管理制度。根据生产情况组织化工人员溶解添加到脱硫溶液系统。 四、五氧化二钒溶解操作规定： 1、参与人员必须按照规定穿戴防护眼镜、防尘口罩、劳保工作服、胶皮手套方可进行作业。 2、五氧化二钒必须等碳酸钠充分溶解后方可加入溶液制备槽，在保证溶液沸腾状况下搅拌半个小时以上方可送入脱硫溶液系统。 3、向溶液制备槽内添加五氧化二钒时，必须放低盛装容器缓慢加入，避免出现粉尘飞扬，同时保证容器内物料全部倒空，不留残余，盛装容器必须进行回收统一处理。 4、制备五氧化二钒溶液后，要及时洗澡，以防过敏中毒。 5、作业现场禁止非作业人员逗留。 五、五氧化二钒对人体影响 1、对人体健康影响 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。 健康危害：对呼吸系统和皮肤有损害作用。急性中毒：可引起鼻、咽、肺部刺激症状，多数工人有咽痒、干咳、胸闷、全身不适、倦怠等表现，部分患者可引起肾炎、肺炎。慢性中毒：长期接触可引起慢性支气管炎、肾损害、视力障碍等。 2、环境标准： 车间空气中有害物质的最高容许浓度0.1mg/m3[烟]；0.5mg/m3[粉尘]。 六、应急处置方法 1、泄漏应急处理 隔离泄漏污染区，周围设警告标志，建议应急处理人员戴正压自给式呼吸器，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物。避免扬尘，用清洁的铲子收集于干燥净洁有
五氧化二钒 钒是一种有色金属，五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁用作合金添加剂，占五氧化二钒总消耗量的80%以上，其次是用作有机化工的催化剂，即触媒，约占总量的10%，另处用作无机化学品、化学试剂、搪瓷和磁性材料等约占总量的10% 五氧化二钒简介 管制信息 五氧化二钒（剧毒） 本品根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管制。 名称 中文名称：五氧化二钒 中文别名：五氧化钒,无水钒酸,氧化钒(V) 英文别名：Vinylchloroformate,Vanadic acid anhydride,Vanadium pentoxide 化学式 V2O5 相对分子质量 性状
固体。对湿敏感。相对密度 (d25)。沸点67～69℃。折光率(n20D)。闪点-4℃。易燃。有刺激性和催泪性。有毒。商品常加% 2,6-二叔丁基对甲酚或%对苯二酚一甲酯作稳定剂。 储存 充氩密封4℃干燥保存。 用途 氨基和羟基的保护试剂。 工业上硫氧化法制硫酸工艺中二氧化硫转变为三氧化硫步骤地催化剂。 用于冶金工业:制钒铁合金、钒铝合金及其它特种金属材料. 在化肥工业中用于脱碳、脱硫等。还可用于印染、陶瓷的着色材料， 石油化工装置设备的缓蚀剂。用作制硫酸和有机合成的催化剂, 还用于玻璃工业 理化常数 国标编号 61028 CAS号 1314-62-1
EINECS登录号[1] 215-239-8 五氧化二钒 英文名称 Vanadium pentoxide 别名 钒酸酐 摩尔质量 g /mol 外观 橙黄色粉末，熔融成块时呈紫红色光泽分子式 V2O5 分子量 熔点
五氧化二钒制备氮化钒的过程研究康鑫磊 发表时间：2017-12-01T17:30:14.960Z 来源：《建筑科技》2017年第11期作者：康鑫磊[导读] 在还原氮化五氧化二钒制备氮化钒的过程中, 还原程度直接影响氮化程度, 为了寻求一种经济、高效的制取氮化钒的方法。本文分析了五氧化二钒制备氮化钒的过程。 河钢股份有限公司承德分公司钒钛事业部河北省承德市 067000 摘要：随着转炉冶炼高强度低合金钢技术的飞速发展, 氮化钒的应用不断增加。在还原氮化五氧化二钒制备氮化钒的过程中, 还原程度直接影响氮化程度, 为了寻求一种经济、高效的制取氮化钒的方法。本文分析了五氧化二钒制备氮化钒的过程。 关键词：五氧化二钒；制备；氮化钒； 钒是一种重要的金属元素, 具有许多可贵的理化特性和机械特性, 能细化晶粒, 提高钢的硬度和耐磨性, 在冶金和化工部门有着广泛的用途。中国生产五氧化二钒的原料主要有3种:石煤、矾渣和废钒催化剂，国外还有少数国家如美国、日本等从石油渣中提取钒。 一、简述 由热力学分析可知，在一定温度和氮气气氛下，碳还原五氧化二钒制备氮化钒在热力学上是可行的，还原过程存在间接还原和直接还原2 种方式，何种方式占主导地位取决于V2O5 和C 的初始混合态。为了减少钒的挥化损失，应在五氧化二钒的熔点下进行一级还原反应，同时为了避免生成的氮化钒重新转变为碳化钒，反应温度应控制在1546K 以下。碳还原五氧化二钒制备氮气钒的反应过程动力学速率方程可通过氮气条件下氮化钒的曲线确定。曲线显示氧化钒的碳热氮化还原过程是多个反应并存的复合反应过程，存在2 个明显的质量损失阶段和3 个不同的吸热反应峰，说明有不同类型的化学反应发生，并且前一个吸热峰未结束，后一吸热峰即开始，表明不同的反应交错在一起同时进行。根据氧化钒的碳热还原氮化复合反应可分为2 个阶段，即低温反应阶段和高温反应阶段。低温反应阶段的活化能较低，反应容易进行，反应机理为一级化学反应；高温反应阶段的活化能很高，是整个反应的控制环节，反应机理为二级化学反应。氧化钒的碳热还原氮化反应体系符合反应控制机制(Rn 模型)，氮气气氛有利于反应的进行，升高温度可加快反应进行的速率。实际生产过程应尽可能将V2O5 还原为VC，再调节温度和氮气分压制取VN 或V(C,N)。但必须指出的是过高的反应+温度反而会导致发生氮化钒转变为碳化钒的反应，因此，反应过程的实际温度应控制在1450K以下。 二、实验 1.氮化钒的制备。采用真空碳热还原法制备碳化钒，再直接渗氮制取氮化钒。钒源为工业用V2O5 粉末，纯度为99%；以冶金用高纯炭黑作为碳源，纯度大于99%；氮源为高纯氮气。在V2O5 粉末中加入炭黑，配碳量(质量分数)分别为20.0%、20.5%、21.0%、21.5%、2 2.0%和22.5%，同时加入适量聚乙烯醇水溶液，利用行星球磨机混合均匀。混合料通过液压压片机和钢制模具压制成直径为45 mm、厚度20 mm 的球饼样品。将压坯置入真空炉内，抽真空至20MPa，150 ℃下保温4 h 烘干。然后以40℃/min 速率升温至还原温度1400~1420℃，保温约4~6 h。升温过程中通入高纯氮气进行氮化，因氮化过程中氮气参与氮化反应而不断消耗，故需通过氮气阀门控制氮气的加入量，并保证真空炉内压力在260kPa 左右。氮化反应完毕后真空炉停止加热，继续通入氮气，同时调节真空炉的出气口，维持真空炉内微正压，在氮气气氛的保护下冷却到室温，得到氮化钒产品。 2.性能检测。采用全自动X 射线衍射仪测定所得氮化钒的物相组成；通过扫描电镜观察氮化钒颗粒形貌；用密度测量仪测定氮化钒的表观密度；利用化学滴定法分析氮化钒的钒含量；用氧氮仪测定氮化钒的氮含量；用碳硫测定仪测定氮化钒的碳含量；采用综合热分析仪对氮化钒进行热重分析。 三、结果与讨论 1.热质量分析。氮化钒在氮气和氩气条件下的质量损失曲线和质量损失速率曲线在温度低于1160 K 时，不同气氛下的曲线重合性很好，这时氮气和氩气所起的作用完全一样，只充当保护气体；通过调节真空炉的出气口阀门，降低真空炉内CO 分压，可促进V2O5 的逐步还原。温度高于1560 K 时，由于VN 转化为VC 而释放出N2 产生新的质量损失，因此在实际制备VN 过程中，当氮气压力为101kPa 时，氮化温度不能超过1560 K(和理论分析的1546 K 接近)，否则VN 转变为VC。最初发生质量损失的温度(656K)为一级还原开始温度，这表明在低于V2O5 的熔点温度下V2O5 就发生了还原反应。氮化钒产品的XRD谱V2O5 的还原氮化产物的XRD 谱与纯VN 和VC 的标准图谱相吻合，因此确定产物为碳氮化钒的固溶体。制备过程工艺参数不同，产品的氮含量在一定范围内发生变化。 2.配碳量。配碳量对产物中碳、氧含量以及氮含量的影响。在氮化钒的制备过程中，配碳比是还原氮化产物中碳、氧和氮含量的主要影响因素，配碳量太少，还原不充分，产品的氧含量高，导致氮含量低；但配碳比过高时，碳还原反应过程中产生CO气体，CO 气体溢出时导致颗粒内部产生许多气孔，气孔的数量与大小也影响氮化反应的进行。随配碳比增加，产物的氮含量增加，当配碳比为21%时，产物的氮含量达到最大值14.76%，配碳比进一步提高时，产物中的氮含量下降。这是因为VN、VC 和VO 形成固溶体，而VN、VC 和VO 均为面心立方间隙型化合物，N、C 和O 在面心立方点阵中占用同样的位置，只有当C 和O 总含量最小时，还原氮化产物才可能得到最大的N 含量。为了保证还原氮化产物具有最高的氮含量，原料的质量配碳比约为21%。从热力学的角度讲, 碳还原五氧化二钒制备氮化钒的过程中, 间接还原和直接还原都可以发生, 且应在五氧化二钒的熔点温度以下进行一级还原反应, 以减少钒损失。 3.氮化温度。氮化温度对产物氮含量的影响(配碳量为21.0%)。从反应过程热力学角度看，提高反应温度对吸热反应有利，对放热反应不利。三氧化二钒的还原过程是一个吸热过程，必须高于一定的温度反应才可发生，但中间产物VC 的氮化系放热反应，提高温度对反应不利，因此氮化钒的制备需选择适宜的温度。从反应过程动力学角度看，无论是吸热反应还是放热反应，提高温度都有利于活化反应物的分子，加快反应的进行。随温度升高，产物的氮含量增加，氮化温度达到1420℃时，氮含量为1 4.76%，原因是升高温度使还原反应速率加快。当温度超过1420 ℃时，随温度升高，产物中氮含量反而降低，这是因为高温下生成的VN 发生反应。因此控制适宜的氮化反应温度是提高产物氮含量的关键之一。实际生产过程中氮化温度应控制在1400~1420 ℃范围内。在氮化温度1420℃下，氮化时间对产物中氮含量的影响。当氮化反应时间小于4h 时，氮化时间对氮含量的影响很大，随氮化时间增加，产物氮含量增加，因为反应时间过短，氮化反应进行不彻底。当氮化反应时间超过4 h 后，氮化时间对产物氮含量影响不明显，产物氮含量几乎不再发生变化，说明氮化时间达到4 h 即可实现氮化完全。20%氮化温度1 400 ℃，氮化时间4 h。该过程中同时发生了直接还原和间接还原, 且随着试样配碳系数的增加, 烧后试样中碳含量增加, 氮含量降低, 氧含量降低, 间接还原发生的几率增大。本研究制备的氮化钒性能指标已达到国外同类产品水平，部分性能超过国外同类产品。
YB/T 5304—201×《五氧化二钒》（征求意见稿） 起草说明 2015年12月
YB/T 5304—201×《五氧化二钒》（征求意见稿） 编制说明 一、概况 五氧化二钒是钒渣或其它含钒矿物经焙烧、浸出、沉淀、分解、熔化制得的，是生产合金、化工产品和工业用催化剂的常见原料，广泛用于冶金、化工、医药、能源、环保、航空航天等行业。现行标准为YB/T 5034—2011《五氧化二钒》。该标准由攀钢负责于2008年底就完成标准研究并通过标委的审定，由于该标准仅规定了98%和99%品级的片钒和97%品级的粉钒，同时由于客观原因报批时间较长，其主要技术内容已不能完全适应近年来五氧化二钒的生产和使用情况。 随着冶金和化工等行业的进步，各行业对五氧化二钒的要求越来越高，冶金和化工行业的部分高精尖产品需要五氧化二钒的纯度达到99.5%以上，有些行业甚至要求五氧化二钒的纯度达到99.99%。2008年至今钒产业突飞猛进的发展，产品应用得到大力拓展，产品的质量及主要经济技术指标逐年提高,用户对高纯度粉状五氧化二钒中杂质含量的要求越来越高，比如耐热高强度钛基合金、催化剂领域、钒电池、飞行器机体、颜料、医药等行业的应用。攀钢等企业成功研制并投放市场的98.0%~99.8%品级的较高纯度五氧化二钒已成为制造高档钒催化剂、宇航级钒铝或钛钒铝合金等高端产品的关键原料。但现行行业标准并未规定其要求，为促进五氧化二钒应用领域的拓展，特别是加快推进高纯度五氧化二钒的生产和应用，有必要对现行标准进行必要的修改、补充和完善，满足生产企业精细化生产需要和下游高端
用户使用需要。 二、标准修订依据 1、GB/T1.1—2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》。 2、参照铁合金的相关国家/行业标准。 3、国内有关部门专家的意见。 三、修订内容 经攀钢集团有限公司申报，工业和信息化部于二○一四年四月以《2014年第一批行业标准制修订计划》下达了修订YB/T 5304—2011《五氧化二钒》的任务（计划号2014-0192T-YB），由全国生铁及铁合金标准化技术委员会归口，由攀钢集团有限公司牵头，联合冶金工业信息标准研究院等对YB/T 5304—2011《五氧化二钒》进行必要的修改、补充和完善。 据此，攀钢集团有限公司委托攀钢集团攀枝花钢钒有限公司成立了《五氧化二钒》标准修订起草小组。通过系统的调研，标准起草小组在原标准基础上，结合近年来五氧化二钒的生产和使用实践起草了YB/T 5304—××××《五氧化二钒》（征求意见稿）。有关情况说明如下： （一）关于范围和规范性引用文件 1、本标准本次修订，对原标准规定的范围没有进行修改。对规范性引用文件，鉴于产品纯度的提高和航空航天应用的推广，产品杂质元素项目及其含量的要求逐步提高，通常需要对十余种杂质元素进行
五氧化二钒安全技术说明书 第一部分化学品及企业标识 化学品中文名称：五氧化二钒 化学品商品名：钒（酸）酐 化学品英文名称：Vanadium pentoxide 企业名称：江西百川钒业有限公司 地址：江西省上饶市经济技术开发区191号 第二部分成分/组成信息 化学品名称：五氧化二钒 有害成分：五氧化二钒 纯度：分析纯≥% CAS No. 1314-62-1 第三部分危险性概述 危险性类别：第类毒害品 侵入途径：吸入、食入、经皮肤吸收 健康危害：对呼吸系统和皮肤有损害作用。急性中毒：可引起鼻、咽、肺部刺激症状，接触者出现眼烧灼感、流泪、咽痒、干咳、胸闷、全身不适、倦怠等表现，重者出现支气管炎或支气管肺炎。皮肤高浓度接触可致皮炎，剧烈瘙痒。慢性中毒：长期接触可引起慢性支气管炎、肾损害、视力障碍等。 环境危害：对环境有害 燃爆危险：无意义 第四部分急救措施 皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗。就医。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：饮足量温水，催吐。就医。 第五部分消防措施 危险特性：未有特殊的燃烧爆炸特性。 有害燃烧产物：可能产生有害的毒性烟雾。 灭火方法及灭火剂：不燃。火场周围可用的灭火介质。 灭火注意事项：周围环境着火时，根据周围环境要求使用灭火器灭火。 第六部分泄露应急处理 应急处理及消除方法 将泄漏物清扫进容器中；如果适当，首先湿润防止扬尘；小心收集残余物，回收或运至废物处理场所处置；不要让该化学品进入环境；个人防护用具：使用于有毒颗粒物的P3过滤呼吸器。
一、建设项目概况 1、项目名称：年产500吨五氧化二钒生产项目 2、建设性质：新建 3、建设规模：年产五氧化二钒500吨 4、建设地点：池州市牛头山镇宝赛村，见建设项目区域地理位置图（附图2-1）。 5、投资总额及环保投资：本项目总投资资金2390万元，其中环保投资150万元，占总投资的6.3%。 二、项目建设内容 1、本项目组成见表 建设项目组成一览表
2、总平面布置 生产区占地总面积13000 m2。其中建筑物占地面积4000 m2，道路及堆场占地面积9000 m2。 3、产品方案 本项目产品为V 2O 5 ，年设计生产能力为500t。 4、污染物排放量总汇 污染物排放量总汇表单位：t/a
三、项目拟采取的污染防治措施 1、废气防治措施 焙烧炉废气用塑料风机先抽入第一个吸收塔用水喷淋吸收，此时氯化氢的吸收率可达99.2%，对氯气的吸收率可达到80%。然后再进入第二个吸收塔用石灰乳三级喷淋吸收，进一步除去废气中的氯化氢和氯气，最后通过70m高的烟筒排放。根据国家排放标准。经过二级处理后的废气可达标。 在灼烧工序排出的废气含氨气，计算量为偏钒酸铵的15.7%，每小时约有19.4公斤左右的氨气逸出，可用水喷淋吸收回收铵。产生的废氨水可用于中和沉钒酸性废水。 2、废水治理 对于含钒废水采用氯化亚铁还原和石灰乳中和沉淀的方法来处理，处理后废水中含钒低于0.1毫克/升，回收率可达99%以上，沉淀物返回焙烧，废水进入循环。 对于焙烧废气处理的喷淋水，含大量的氯化氢、氯化钙等采用石灰乳中和的办法，使PH值达6~7，生成的氯化钙沉淀经澄清后上层清液含氯化氢<10毫克/ ）沉淀配升。生成的氯化钙可利用沉钒废水中的硫铵与之反应生成石膏（CaSO 4 入废渣中制砖。 3、废渣治理 浸出的石煤废渣及污泥日产量为348吨左右，设计采用压滤机对废渣进行强化处理，使其中可容性钒盐、钾盐、钠盐的含量大大降低，处理后的废渣供碳化砖生产线加工新型墙体钙化免烧砖和水泥砖，原石煤综合利用有限公司可年产200万块，同时大大节约生产成本。 4、废水脱盐工艺 本项目废水中盐含量极高，直接排放对资源是一种浪费，同时污染水环境，因此本项目采取下述工艺对废水中盐进行回收。 生产废水→调节池→预处理→中间水池→膜分离→淡水回用 ↓ 污泥返回焙烧 盐回用←浓缩水结晶成盐→废水返回成球 工艺说明： ①调节池：生产废水进入调节，经过调节池及均匀水质后进入预处理工序。 ②预处理：通过物理方法，包括混凝沉淀、过滤、吸附等手段。除去废水中的悬浮颗粒、胶体等杂质，使水体的浊度、色度悬浮物等指标满足膜技术要求。
硫酸亚铁铵容量法测定含钛球团中五氧化二钒的含量 徐有璞 西宁特钢集团公司 摘要：试样用过氧化钠熔融，在硫酸磷酸溶液中于室温用高锰酸钾将V4+氧化到V5+，过量的高锰酸钾在尿素存在下以亚硝酸钠还原，以N-苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至亮绿色。 关键词：钒钛球团熔融氧化 前言：某钢铁公司为了延长高炉的寿命，用含钛球团进行护炉。一般情况下含钛球团原矿中钒和钛属于共生矿，而五氧化二钒含量过高对护炉起负作用，所以对其中的五氧化二钒的含量进行精确测定，具有一定的现实意义。本实验起草了操作规程，在起草过程中借鉴了GB/T6730.32-1986硫酸亚铁铵容量法测定钒含量；GB/T8704.5-2007 钒铁、钒含量的测定硫酸亚铁铵滴定法和电位滴定法。本规程采用强碱分解试样，硫酸磷酸溶液中于室温用高锰酸钾将V4+氧化到V5+，过量的高锰酸钾在尿素存在下以亚硝酸钠还原，以N-苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定。 一.试验部分 1.1主要试剂 1.1.1磷酸： 1.1.2硫酸：（1+1） 1.1.3尿素20% 1.1.4亚硝酸钠（1%） 1.1.5硫酸亚铁（4%） 1.1.6高锰酸钾（2%） 1.1.7 N-苯代邻氨基苯甲酸（0.2%）：称取0.2g无水碳酸钠溶于100ml水中，将溶液微微加热，再称取0.2gN-苯代邻氨基苯甲酸倒入溶液中，溶解。 1.1.8硫酸亚铁铵：0.002mo l∕L 1.2试验方法 准确称取0.5000g试样于刚玉坩埚中，加4-5g过氧化钠，搅拌均匀，再覆盖1-2g过氧化钠于700℃马弗炉中熔融5—10分钟，取出，冷却.于30ml水和30ml（1+1）硫酸的250ml烧杯中浸取，洗净坩埚，移入500ml三角瓶中，加入30ml（1+1）硫酸，10ml浓磷酸，体积控制180—200ml，煮沸至冒大泡，冷至室温，加2ml硫酸亚铁（4%）放置2-5分钟，然后在不断搅动下，滴加高锰酸钾呈稳定的红色，并过量两滴，放置时间不低于2分钟，加入10ml尿素（20%）摇匀,在不断搅动下逐滴加入亚硝酸钠溶液至红色退去，并过量2滴，摇匀，加3-5滴N-苯代邻氨基苯甲酸，用硫酸亚铁铵标准溶液逐滴滴至亮绿色为终点。 1.3计算 根据以下公式计算五氧化二钒的含量 V2O5%= (A/V0)×V A:标准样品含V2O5的量
一步水热合成法直接形成单晶纳米材料VO2（R） 摘要：利用草酸还原五氧化二钒，通过一步水热合成法直接合成纯相VO 2 （R）纳米材料。产物利用X射线，扫描电镜，透射电子显微镜法，X射线光电子能谱，红外和紫外 光谱来表征。通过加入适量的H 2SO 4 作为晶型控制剂。在相当低得温度（260℃）和甚至更 短的时间(4h),第一时间从水热溶液中获得单分散的单晶VO 2 （R）。制好的晶体和其他输送物质相比在更窄的滞后性中显示出优秀的变色性和更低的相转化温度。 1．前言： 最近几年，合成具有特殊形态的无机纳米材料引起了人们广泛的兴趣。纳米管，纳米棒和纳米线现在应用于各种发达的形态学材料系统中。【1】由于不同纳米结构导致的结构多功能性，化学各向异性和物理特性都是使它们在电学、光学、催化、机械和生物化学领域中的应用成为具有前途的候选物质。 VO 2是一种传统的多晶型二元化合物。整个体系中包括VO 2 （R）VO 2 （M）VO 2 （B）VO 2 （A）[2]和最近发现的VO 2（C）。【3】具有金红石结构的VO 2 （R）是最稳定的一个，并且它 独自具有的在大约340K能发生由半导体向金属相的转变的应用，引起了人们广泛的关注。【4】在发生相变之前是单斜的半导体晶体，它的红外透过率低于340K；发生相变之后，VO 2变成了具有四方金红石结构的金属相，并且它的红外透射温度高于相变温度340K。随着相 变的发生，VO 2 (R)的电、磁性质和光的透射率/反射率，尤其是在红外波段，都发生了可逆转的突变。【5,6】通过参杂元素，如钨，还可以将相转移温度降至室温。【7】这些特性，使 VO 2 在节能、舒适、光电开关的应用中成为具有潜能的材料。【8】其他的介稳相也被进行了 深入的研究。例如，VO 2 (B)作为具有潜能的阴极锂电池的候选物，最近几年也得到了广泛 的研究。【9,10】一直以来，选择VO 2的相的形式和控制VO 2 的晶型，都是亟待解决的关键任 务。 近几年，对于低维VO 2 纳米结构，包括0维、1维和2维纳米结构的研究，因为它们所具有的不同于大块配合物的典型光学和化学性质而成为一种流行趋势。【11】例如Lope2.【12】 VO 2 纳米粒子的光学性质的对比，二者之间有很大得不同，显示出独立的复合光共振和相转 移温度。到目前为止，已经发现了各种各样制备低维VO 2纳米结构材料的方法。VO 2 薄膜可 以通过磁控溅射【13】、离子束溅射、电子束蒸发，化学沉积法、溶胶-凝胶、灼烧粉末、分解反应、溶液的蒸发分解等方法来制备【14】。制备VO2粉末也有很多技术。主要包括用 KBH 4【15】还原KVO 3 ，高热分解含钒的前体【16】，溶胶-凝胶法和溶剂法。其中，在溶剂法中以 水热合成法为例，不同种类的还原剂，诸如甲酸【17】、乙酸【18】、乙烯乙二醇【19】、乙醇、硼氢化物【10】、丁醇【20】、芳香胺【21】和表面活性剂【22】，如CTAB，都会影响最终产物的形 态。然而，大多数的研究结果VO 2作为最终产物。很少有利用水热合成法直接合成VO 2 (R) 结构晶体的报道。Theobald【23】说VO 2 (R)要在350℃的V 2 O 3 -V 2 O 5 -H 2 0体系中才能形成。Gui 【24】提出用N 2H 2 还原NH 4 VO 3 ，在220℃，长达15天的水热反应才能形成VO 2 (R)。但是在 Gui的论文中却没有关于形成VO 2 (R)的细节。近来，Cao【25】发表了一篇文章关于用V 2 O 5 和 H 2C 2 O 4 在240℃反应7天形成掺钨的VO 2 （R）粉末。直到现在，也没有成功研究出在水热过 程中控制VO2(R)的形态的方法。 在这篇论文中，一种简单的水热法合成VO 2 (R)的途径被提出：在V 2 O 5 -H 2 SO 4 -H 2 O体系 中，用H 2SO 4 作为晶型控制剂。据我们所知，这是第一次使VO 2 (R)纳米棒状结构以相对更 短的时间，更低的温度，在液体条件下通过水热法直接合成。 2.实验 以V 2O 5 (Wako,日本)作为钒源，草酸（H 2 C 2 O 4 ·2H 2 O,Wako,日本）作为还原剂，通过 水热合成法制备VO 2粉末。在实验中，H 2 SO 4 溶液被用来作为pH调节剂。实验中用到的
中华人民共和国国家标准五氧化二钒 GB3283-87 本标准适用于钒渣或其他含钒矿物经焙饶、浸出、沉淀、分解、熔化制得的冶金、化工等用的片状或粉状五氧化二钒。 1 技术要求 1．1 牌号和化学成分 1．1．1 产品按用途和五氧化二钒品位分为三个牌号，其化学成分应符合下表的规定： 注：五氧化二钒含量系由全钒含量换算而成。 1．1．2 需方如有特殊要求，可协商供应杂质含量更低的产品。 1．1．3 需方要求时，可协商提供表列以外其他元素的实测数据。 1．2 物理状态 冶金用五氧化二钒以片状交货，片径不大于55×55mm，厚度不大于5mm；化工用五氧化二钒以分解后自然粉状交货。 2 试验方法 2．1 取样 化学分析用试洋的采取按附录A所规定的方法进行。 2．2 制样 化学分析用试样的制取按附录B所规定的方法进行。 2．3 化学分析 五氧化二钒的分析暂按各生产厂现行分析方法进行，如有异议，通过协商解决。 3 检验规则 3．1 产品质量的检查和验收，由供方技术监督部门进行，需方有权按规定对产品质量进行复验。如有异 议，应在到货后30天内提出。 3．2 同一牌号的产品可以归为—‘批交货，其批量—般在4—10t之间，或由供需双方商定。 4 包装、标志、储运和质量证明书 4．1 包装 产品采用铁桶包装，桶内壁须刷一层防护漆。每桶净重一般不大于250kg，或由供需双方商定。 4.2 标志、储运和质量证明书
产品标志、储运和质量证明书应符合GB 3650－83《铁台金验收、包装、储运、标志和质量证明书的—般规定》的要求。 附录 A 五氧化二钒取样方法 (补充件) A．1 片状五氧化二钒取样 在每批产品的25％包装件中，于料面下100－200mm深处分别铲取数量大致相等的试样，其总量不少于2kg．然后破碎至10mm以下，充分混匀后再用四分法缩分至1kg。 A．2 粉状五氧化二钒取样 在每批产品的25%包装件中，于料桶中心插扦于料层厚度的一半以上．分别扦取数量大致相等的试样，其总最不少于lkg。 附录 B 五氧化二钒制样方法 (补充件) B．1 片状五氧化二’钒制样 将1kg试佯全部破碎至小于5mm，置于不锈钢盘中，按四分法缩取500g，放入捣缸中捣至1．5mm,再用四分法缩取250g再放入捣缸中捣至小于1mm，用四分法缩取60g后．将其粉碎至全部通过80日筛。分装两袋．一袋做分析用．—袋封存备查。 B．2 粉状五氧化二钒制样 将1kg试详充分混匀后月四分法缩取60g，再将其粉碎或研磨至全部通过80日筛后．分装两袋，一袋做分析用，—袋封存备查。 附加说明： 本标准由中华人民共和国冶金工业部提出。 本标准由锦州铁合金厂负责起草。 木标准主要起草人黄树杰、薄立群。 本标准水平等级标记为GB3283－87Y。
五氧化二钒的生产工艺 用钒渣生产五氧化二钒的基本原理：由钒渣的物相结构可知，钒在钒渣中是以三价V 离子状态存在于尖晶石物相中，同时，钒渣中还含有硅酸盐玻璃体、金属铁等物相，从钒渣中提钒主要是将低价钒氧化成五价钒，使之生成溶解于水的钒酸钠，再用水浸出到溶液中使钒与固相分离，然后再从溶液中沉淀出钒酸盐，使钒与液相分离，最终将钒酸盐转化成五氧化二钒。钒渣的氧化焙烧是将钒渣破碎到一定粒度，与钠盐混合后在氧化气氛加热炉内加热，使钒完成氧化并转化为可溶性钒酸钠的钠化过程。水溶钒转化程度的高低，直接影响到钒的回收率。 传统的以苏打为主作为添加剂的钒渣生产五氧化二钒的工艺流程主要有原料预处理（包括钒渣破碎、粉碎、配料、混料）、氧化焙烧、熟料浸出、沉钒及熔化五个工序。流程图如下： 钒渣苏打 片状五氧化二钒 1、原料预处理：包括钒渣破碎、球磨、除铁、配料、混料等。原料预处理是将钒 渣破碎到一定的粒度后再与一定比例的钠盐添加剂混合均匀的过程，钒渣破碎是将大块钒渣经破碎机和球磨机粉碎到一定粒度的粉末状态。它提高了钒渣的比表面积，保证钒渣在氧化焙烧过程中能充分氧化。为避免金属铁在氧化焙烧过程中放出打料热量致使炉料粘结，钒渣要磁选除铁。为了提取钒渣中的钒，使之变为溶解于水的钒酸钠，因此要配入一定量的钠盐添加剂，以苏打为主。 2、焙烧：焙烧转化率是熟料中转化为可溶钒的钒量占全钒的比例。影响焙烧转化
率的因素很多，除了与钒渣的结构和化学成分有关外，还与钒渣的粒度、添加剂的种类、添加剂的用量、焙烧温度、焙烧时间等多种因素有关。目前焙烧的设备采用回转窑，回转窑的炉温多控制在800°左右。 3、浸出：钒渣经焙烧后称为熟料，熟料的浸出通常是水浸，水浸是将熟料中的可溶性钒酸钠溶解到水溶液的过程。浸出方式有连续式和间歇式两种。影响浸出率的因素包括熟料粒度、熟料可溶钒含量、液固比、浸出温度、浸出时间、搅拌、浸出方式等。目前我公司采用的间歇方式进行浸出。 4、沉钒：沉钒方法有水解沉钒法和铵盐沉淀法。为制取高品位的五氧化二钒，需采用铵盐沉淀法。目前采用酸性多钒酸铵沉淀法，将净化后的碱性溶液在搅拌下缴入硫酸中和，当钒酸钠溶液PH值在5左右，加入铵盐，再用硫酸调节PH值在2.5左右，在加热、搅拌可结晶出橘黄色多钒酸铵，操作简单、沉钒结晶速度快，铵盐消耗量低，产品纯度高。 5、片状五氧化二钒的制取：五氧化二钒的工业产品，大部分是用于冶金行业，因此要以片状为主，酸性铵盐沉钒饿产物多钒酸铵中含有大量的硫酸钠，在过滤过程中要进行洗涤，用1%浓度的氨水溶液，洗涤后得到“黄饼”。从“黄饼”到片状五氧化二钒要经过脱水、脱铵和熔化三个步骤，最后在包装成桶。
钒及钒生产工艺 第一章钒的性质及应用 一、钒的性质： 钒是一种十分重要的战略物资，在钢铁、电子、化工、宇航、原子能、航海、建筑、体育、医疗、电源、陶瓷等在国民经济和国防中占有十分重要的位置。 常温下钒的化学性质较稳定，但在高温下能与碳、硅、氮、氧、硫、氯、溴等大部分非金属元素生成化合物。例如：钒在空气中加热至不同温度时可生成不同的钒氧化物。在180℃下，钒与氯作用生成四氯化钒（VCl4）；当温度超过800℃时，钒与氮反应生成氮化钒（VN）；在800～1000℃时，钒与碳生成碳化钒（VC）。 钒具有较好的耐腐蚀性能，能耐淡水和海水的侵蚀，亦能耐氢氟酸以外的非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸）和碱溶液的侵蚀，但能被氧化性酸（浓硫酸、浓氯酸、硝酸和王水）溶解。在空气中，熔融的碱、碱金属碳酸盐可将金属钒溶解而生成相应的钒酸盐。此外，钒亦具有一定的耐液态金属和合金（钠、铅、铋等）的腐蚀能力。 钒有多种氧化物。V2O3和V2O4之间，存在着可用通式V n O2n-1(3≤n≤9)表示的同族氧化物，在V2O4到V2O5之间，已知有V3O5、V3O7、V4O7、V4O9、V5O9、V6O11、V6O13等氧化物。工业上钒氧化物主要是以V2O5、V2O4和V2O3
形式存在，特别是V2O5和生产尤为重要。它们的主要性质列于下表： 二、钒的应用 三、五氧化二钒的性质 V2O5是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末，微溶于水（质量浓度约为L），溶液呈黄色。它在约670℃熔融，冷却时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体，它的结晶热很大，当迅速结晶时会因灼热而发光。V2O5是两性氧化物，但主要呈酸性。当溶解在极浓的NaOH 中时，得到一种含有八面体钒酸根离子VO43-的无色溶液。它与Na2CO3
五氧化二钒 中文名称 五氧化二钒 英文名称 Vanadium pentoxide 别名 钒(酸)酐 摩尔质量 181.88 g /mol 外观 橙黄色固体 分子式 V2O5 外观与性状橙黄色或红棕色结晶粉末 分子量 181.88 熔点 690℃（963 K） 溶解性 微溶于水，不溶于乙醇，溶于浓酸、碱 密度 相对密度(水=1)3.35 稳定性稳定 在水中的溶解度 0.8 g/100 mL （20 °C） 危险标记 13(剧毒品) 化学性质 酸碱反应 五氧化二钒酸性显著，碱性表现不强，既可溶于酸生成相应的黄色偏钒酸根，在PH2左右可沉淀为偏钒酸，也可溶于碱生成偏钒酸盐溶液。 氧化还原反应
五氧化二钒中的正五价钒可被还原，在酸性介质得到VIV，蓝色的VO(H 2O)52+钒氧基离子。以盐酸和氢溴酸作还原剂，氧化产物是相应的卤素单质。 生产工艺 生产原料 工业上提取五氧化二钒的原料主要是含钒石煤矿和钒钛磁铁矿，含钒石煤矿五氧化二钒品位一般在0.5-1.5%,钒钛磁铁矿五氧化二钒品位一般在1.0-5. 0%. 矿分解 钒矿的分解方法有二类，一是烧结法，即将粉碎的矿粉与纯碱或钠盐混合并经高温烧结，使其中的低价态的钒氧化并转化为五价的钒酸钠，然后再用水浸取，使钒溶解进入溶液；二是酸溶法，即将粉碎的矿粉用稀酸（主要是稀硫酸）加热浸取，使钒直接分解进入溶液。 浸取 将烧结料用水浸取，使钒以偏钒酸钠形式进入溶液，过滤洗涤，滤液为粗偏钒酸钠溶液，再经化学沉淀、溶剂萃取等工艺进一步提纯分离杂质，使钒富集到一定浓度，一般在15克/升以上。 沉钒 将纯偏钒溶液调节PH值至6.5-7.5后，加入四倍理论量的碳酸氢铵或氯化铵溶液作沉淀剂，控制温度在30度以下，析出偏钒酸铵沉淀，过滤，用5%的碳酸氢铵溶液洗涤2-3次，再用30%乙醇洗1-2次，烘干，得纯偏钒酸铵产品。 影响沉淀的因素 现象
一、钒的物理性质 钒属于元素周期表第VB族。它与其他VB族金属一样，具有体心立方结构，没有任何晶型变化，致密钒的外观呈浅灰色，熔点较高，在冶金分类上与同一副族的铌和钽同属于稀有高熔点金属。琪硬度和抗拉强度极限与加工和热处理状况及杂质含量有密切关系。纯钒具有良好的可塑性，在常温下可轧成片、箔和拉成丝。少量的杂质，特别是碳、氧、氮和氢等间隙元素，可使钒的可塑性降低，硬度和脆性增加。 钒的物理性质
二、钒的化学性质 钒原子的价电子结构为3d34s2，五个价电子都可以参加成健，能生成+2、+3、+4、+5氧化态的化合物，其中以五价钒的化合物较稳定。五价钒的化合物具有氧化性能，低价钒则具有还原性。钒的价态越低还原性越强。 不同价态的钒离子在酸性溶液中具有不同的颜色。因此，可以根据离子的颜色和颜色的深浅初步鉴别酸性溶液中钒离子的价态和离子浓度。 室温下金属钒较稳定，不与空气、水和碱作用，也能耐稀酸。高温下，金属钒很容易与氧化氮作用。当金属钒在空气中加热时，钒氧化成棕黑色的三氧化二钒、铁红色的四氧化二钒，并最终成为桔黄色的五氧化二钒。钒在氮气中加热至900~1300℃会生成氮化钒。钒与碳在高温下可生成碳化钒，但碳化反应必须在真空中进行。当钒在真空下或惰性气氛中与硅、硼、磷、砷一同加热时，可形成相应的硅化物、硼化物、磷化物和砷化物。 三、钒的主要化合物 3、1、氧化物 钒与氧形成众多的氧化物，但公认的主要氧化物为V2O5、V2O4、V2O3和VO，他们的主要性质见下表：
3、2、钒酸 VO2是两性氧化物，能与碱形成四价钒的钒酸盐。五价钒的氧化物是酸性较强的两性氧化物，它与碱形成的钒酸盐的趋势更为明显。钒在溶液中的聚合状态不仅与溶液的酸度有关，而且也与其浓度关系密切。 3、3、钒酸盐 通常说的钒酸盐多指含（V）V的钒酸盐。钒酸盐分偏矾酸盐MVO3、正钒酸盐M3VO4、和焦钒酸盐M4V2O7，式中M代表一价金属。Bi、Ca、Cd、Cr、Co、Cu、Fe、Pb、Mg、Mn、Ni、K、Ag、Na、Sn和Zn均能生成钒酸盐。碱金属和镁的偏矾酸盐可溶于水，得到的溶液呈淡黄色。其他金属的钒酸盐不大能溶于水。 对钒冶金而言，最重要的钒酸盐是钒酸钠和偏钒酸铵。 3、3、1、钒酸钠 偏钒酸钠（NaVO3）、焦钒酸钠（Na4V2O7）和正钒酸钠（Na3VO4）比较常见，它们在水中易溶解，生成水合物。以偏钒酸钠为例，在35℃以上时它能从其溶液中结晶出无水结晶，而在35℃以下则析出NaVO3·２Ｈ２Ｏ。偏钒酸钠的溶解度随温度升高而增加。 3、3、2、钒酸铵 偏钒酸铵在钒的湿法冶金中占有重要地位。偏钒酸铵为白色或微黄色的晶体粉末，微溶于水和氨水，难溶于冷水。它在不同温度下在水中溶解度也不尽相同。
五氧化二钒制备氮化钒的过程研究 徐先锋,王玺堂 (武汉科技大学材料与冶金学院,湖北 武汉 430081) 摘 要:对还原氮化法制备氮化钒的过程进行了理论分析和实验探讨。结果表明,五氧化二钒还原过程中同时发生了直接还原和间接还原,在高温氮化条件下已生成的氮化钒又转化为碳化钒。本试验条件下直接还原的开始温度为656K ,氮化的开始温度为1160K ,氮化钒转化为碳化钒的温度为1560K 。间接还原发生的可能性与配碳系数有关,配碳系数越大,其发生的可能性越大。关键词: 五氧化二钒;氮化钒;还原;氮化 中图分类号:T F84113 文献标识码:A 文章编号:1004-7638(2003)01-0046-04 RES EARCH ON REDUC TION AND NITROGENIZATION PROCESS FOR PREPARING VN FROM V 2O 5 XU Xian-feng,WANG Xi-tang (Wuhan U niv ersity of Science and T echnolo gy,Wuhan 430081,Hubei,China) Abstract:The theoretical analysis and experimental investigation have been taken for the reduction process of preparation VN with C and V 2O 5.The results show that both direct reduction and indirect reduction take place during the reduction process of V 2O 5,in w hich the VN formed w ith high-tem -perature-nitrogenization chang es into VC.With the experimental conditions,the beginning reaction temperature of direct reduction is 656K,the nitrogenization occurs at 1160K,and VN translates into VC at 1560K.T he indirect reducing reaction is related to the ratio of mixture,w ith the increase of carbon ratio there occurs increase in possibility of reducing reaction.Key Words:V 2O 5;VN;reducing reaction;nitrogenization 随着转炉冶炼高强度低合金钢技术的飞速发展,氮化钒的应用不断增加。在还原氮化五氧化二钒制备氮化钒的过程中,还原程度直接影响氮化程度,笔者在热力学计算和热重、差热实验的基础上,研究了以碳为还原剂,还原氮化五氧化二钒制备氮化钒的过程中,配碳系数与氮化钒产品中各元素含量的关系。 1 理论分析 钒的氧化物从高价位到低价位依次是:V 2O 5、 V 2O 4、V 2O 3、VO 。根据其氧势的高低,V 2O 5的还原为逐级还原,依次为V 2O 5一级还原 V 2O 4 二级还原 V 2O 3 三级还原 VO 四级还原 V(或VC)。实际的反应 过程中,由于V 2O 5的饱和蒸气压高,而其熔点(943K)又很低,故钒很容易损失。其还原产物V 2O 4的熔点为1633K,在反应温度内则不易损失,故一级还原开始温度应低于943K,即在V 2O 5转变为液相之前就还原为难熔的V 2O 4,可以大大降低钒损失,这是制备氮化钒过程中所期望的。这期间如果只考虑 [收稿日期]:2002-11-20 第24卷第1期 2003年3月 钢 铁 钒 钛 IRON ST EEL VAN ADIU M T I T AN IU M Vol.24,No.1M arch 2003
1．钒 A．物理性质 钒是一种单晶金属，呈银灰色，具有体心立方晶格，曾发现在1550℃以及－28～－38℃时有多晶转变。钒的力学性质与其纯度及生产方法密切相关。O、H、N、C等杂质会使其性质变脆，少量则可提高其硬度及剪切力，但会降低其延展性。钒的主要物理性质见表2－1钒的力学性质如表2－2所示。 表2－1 金属钒的物理性质 性质数值性质数值 原子序数23 热导率(100℃)/J·(cm·s·K)－10.31 原子量50.9415 外观浅灰 晶格结构体心立方外电子层3d34s2 晶格常数a/mm 0.3024 焓(298K)/kJ·(mol·K)－1 5.27 密度/kg·m－36110 熵(298K)/J·(mol·K)－129.5 熔点/℃1890～1929 热容c p(298K液态) /kJ·(mol·K)－124.35～25.59 47.43～47.51 沸点/℃3350～3409 熔化热/kJ·mol－116.0～21.5 热容c p①(298～990K) /kJ·(mol·K)－1 a.24.134 b.6.196×10－3 c.－7.305×10－7 d.－1.3892×105 蒸气压/Pa 1.3×10－6(1200℃) 1.3(2067℃) 3.73(2190K) 207.6(2600K) 蒸发热/kJ·mol－1444～502 热容c p②(900～2200K) /kJ·(mol·K)－1 a.25.9 b.－1.25×10－4 c.4.08×10－6 线膨胀系数 (20～200℃)/K－1 (7.88～9.7)×10－6 比电阻(20℃) /μΩ·cm 24.8 温度系数(100℃)/cm·K－10.0034 钒同位素46V 47V 48V 49V 50V 51V 52V 53V 54V 半衰期0.426s 33min 16.0d 330d 6×1015a 稳定 3.75min 2.0min 55s 丰度/% 0.25 99.75 ①c p＝a＋b T＋c T 2＋d T －2； ②c p＝a＋b T＋c T 2，式中，T为温度，K。 表2－2 金属钒的力学性质 性质工业纯品高纯品 抗拉强度σb/MPa 245～450 210～250 180 延展性/% 10～15 40～60 40 维氏硬度HV/MPa 80～150 60 60～70 弹性模量/GPa 137～147 120～130 泊松比0.35 0.36 屈服强度/MPa 125～180 B．钒的化学性质 由图2－1可见，钒在周期表中位于第4周期、VB族，属于过渡金属元素中的高熔点元素，包括Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re等10个元素。它们的特点是：具