钒的基础知识(课堂PPT)

一、钒矿与钒铁资料钒被称为“现代工业味精”，是发展现代工业、现代国防和现代科学技术不可缺少的重要材料，可以添加于钢中、铁中，并以钛-铝-钒合金的形式用于航天领域。

钒的化合物也十分有用，可以被广泛地用来生产如催化剂、化妆品、燃料以及电池等。

在其它领域的应用也在不断扩展，且具有良好发展前景。

基于钒的广泛用途，以提取和使用钒为目的全球产业也随之得以发展。

钒矿资源钒主要赋存在磁铁矿、磷酸盐岩、含铀砂岩和粉砂岩矿床中，还有大量的钒赋存于铝土矿和含碳物质中（如石油、煤、油页岩和焦油砂中）。

全球钒资源的98%来自于钒钛磁铁矿。

钒钛磁铁矿的储量很大，主要集中在少数几个国家和地区，如俄罗斯、中国、南非等。

此外，新西兰、澳大利亚、挪威、芬兰、美国、加拿大等国家也有少量钒钛磁铁矿。

除钒钛磁铁矿外，其它含钒资源主要是磷岩矿、含铀砂岩和粉砂岩矿等，这些矿床的总量分别都超过6000万t。

此外，铝土矿、含碳质原油、煤、油页岩及沥青砂等矿物中都含有少量的钒。

世界钒储量约15980万t。

其中南非占4 6%，独联体占2 3.6%，美国占13.1%，中国占11.6%，其它国家总和不足6%，具体见表1。

由于钒往往作为副产品或共生产品回收，故当前公开发表的已探明世界钒矿储量并不完全可以反映实际资源状况。

但是在当前技术条件下，世界上能够从磁铁矿资源中大量回收钒的国家只有俄罗斯、南非和中国等少数几个，这些国家是全球钒供应的主要来源。

中国钒资源极其丰富，是全球钒资源储量大国。

全国1 0多个省市（区）都有钒矿物，但主要集中在四川攀枝花地区和河北承德地区，尤其是攀枝花地区的钒资源相当丰富，已探明的钒钛磁铁矿储量近100亿t，五氧化二钒储量为1578万t，约占全国储量的5 5％，世界储量的11％。

另外在河北承德地区，高铁品位钒钛磁铁矿(铁含量大于30％，V2O5含量大于0 . 7％)已探明储量2 . 6 亿t，其中保有储量2 . 2亿t；低铁品位钒钛磁铁矿(铁含量大于10％，V2O5含量大于0.13％)已详细勘查确定的储量为2 9.6亿t，总共约占全国储量的40％。

钒的性质及用途简介钒是一种神奇的金属，化合价有2+、3+ 和5+ ，金属单质钒很少，其主要形态有：VO（氧化钒），V2O3（三氧化二钒），V2O5（五氧化二钒），FeV（钒铁）及偏钒酸铵等，工业上使用最多的是V2O5和FeV，主要用于冶金的添加剂，增强钢铁的强度和韧性。

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。

钒是银白色略带蓝色的金属，具有延展性；含有氧、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。

钒在地壳中的丰度约为0.02%，比铜、锌、镍、铬都高。

按地壳中元素丰度排列第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中排名第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，有头昏、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，休息一两天一般自然恢复，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安监部门办理安全生产许可证。

3 、偏钒酸铵偏钒酸铵（NH4VO3）为白色结晶体，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。

钒元素的知识点汇总介绍
钒，元素符号 V，银⽩⾊⾦属，在元素周期表中属VB族，原⼦序数23，原⼦量50.9414，体⼼⽴⽅晶体,常见化合价为+5、+4、+3、+2。

钒的熔点很⾼，常与铌、钽、钨、钼并称为难熔⾦属。

有延展性，质坚硬，⽆磁性。

具有耐盐酸和硫酸的本领，并且在耐⽓、耐盐、耐⽔腐蚀的性能要⽐⼤多数不锈钢好。

室温下致密状态的⾦属钒较稳定，不与空⽓、⽔和碱作⽤，也能耐稀酸。

钒元素
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，1840年，俄罗斯矿物⼯程师苏宾写道“含铜（cu元素）⽣铁、⿊铜、铜锭是含钒合⾦，由于钒的存在，使它们具有较⾼的硬度”⼯业上也可以以铝，焦炭还原五氧化⼆钒⽣产纯钒。

焦炭还原五氧化⼆钒⽣产纯钒是将V2O5粉与⾼纯碳粉混合均匀，加10%樟脑⼄醚溶液或酒精，压块后放⼊真空碳阻炉或感应炉内。

炉内真空压⼒到6.66×10-1Pa后，升温⾄1573K，保温2h。

冷却后将反应产物破碎。

根据第⼀次还原产物的组分再配⼊适量碳化钒或氧化钒进⾏⼆次还原。

⼆次还原炉内的真空压⼒为2.66×10-2Pa，温度控制在1973～2023K之间，并保温⼀段时间。

真空碳还原法所得⾦属钒的成分(质量分数m/%)为：钒99.5，氧0.05，氮0.01，碳0.1。

钒收率可达98%～99%。

铝热还原法是将五氧化⼆钒和纯铝放在反应弹进⾏反应，⽣成钒铝合⾦。

钒合⾦在2063K的⾼温和真空中脱铝，可制得含钒94%～97%的粗⾦属钒。

钒的简介（V3版本）市场管理部2009 年 9 月 16 日目录一、钒的资源分布和市场前景1. 钒资源分布2. 钒的市场前景3、国家开发钒产品的鼓励政策二、钒的基本介绍1. 钒的定义2. 钒的传说3. 钒的简史4. 钒的物理性质5. 钒的氧化物6. 钒的化合物的用途7. 钒的化学特性8. 元素描述9. 元素来源10. 元素用途11. 钒的应用范围12. 钒-提炼方法13. 元素辅助学习资料三、钒主要产品介绍1. 偏钒酸铵2. 五氧化二钒3. 钒铁三、五氧化二钒客户资料（V2版本）（见EXEL表）参考资料如下：1.《2008年中国钒铁市场报告》（见PDF）一、钒的资源分布和市场前景1. 钒资源分布世界上已知的钒储量有98%产于钒钛磁铁矿。

除钒钛磁铁矿外、钒资源还部分赋存于磷块岩矿，含铀砂岩，粉砂岩，铝土矿，含碳质的原油、煤、油页岩及沥青砂中。

世界钒钛磁铁矿的储量很大，并且集中在少数几个国家和地区，包括：独联体、美国、中国、南非、挪威、瑞典、芬兰、加拿大、澳大利亚，并且集中分布在南非洲、北美洲等地区。

根据1988年美国矿业局统计资料表明，世界钒储量基础为1.6亿吨（以钒计）。

按目前的开采量计算，世界现探明的钒资源可供开采150年。

从储量基础看，南非占46%，独联体占23.6%，美国占13.1%，中国占11.6%，其它国家的总和不足6%。

截止2007年年底，全国保有钒的资源储量为3825万吨。

此外，还有预测资源量139.4万吨。

钒矿主要资源是钒钛磁铁矿和沉积型钒矿（一般称为石煤型钒矿），主要赋存钒钛磁铁矿中，且集中分布在四川的攀枝花市、河北承德市。

沉积型钒矿在我国分布很广，据国家有关部门统计，我国沉积型钒矿中钒的总储量为钒钛磁铁矿中钒总量的7倍。

全国有21个省拥有钒的查明资源储量，但主要集中分布在以下省区：四川1906万吨，占全国资源总量的49.8%；陕西400万吨，占10.5%；湖南391万吨，占10.2%；湖北256万吨，占6.7%；安徽231万吨，占6%；广西203万吨，占5.3%；甘肃139万吨，占3.6%。

人体中的微量元素——钒（V）单元素的生理意义 / 2020-09-12 16:32:09钒是第23号元素，原子量50，94，钒呈浅灰色，在地壳中的含量较丰富，为万分之一，比铜、锡、锌、镍的含量都多，但钒的分布太分散，几乎没有含量较多的矿床。

在海水中，在磁铁矿中，在多种沥青矿物和煤灰中，在落到地球的陨石和太阳的光谱线中，人们都发现了钒的踪影。

可以说，乎所有的地方都有钒。

钒在常温下不会被氧化，即使把它加热到摄氏三百度，它依旧如故，它也不怕水、各种稀酸和稀碱液的腐蚀。

如果说钢是虎，那么钒就是翼，钢含钒犹如虎添翼。

只需在钢加入百分之几的钒，就能使钢的弹性、强度大增，抗磨损和抗爆裂性极好，既耐高温又抗奇寒，在汽车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部门，到处可风到钒的踪迹。

此外，钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一，有“化学面包”之称。

看来，凡娜迪丝的“儿子”在人间正大受宠爱。

在元素周期表中，原子序数从23到30的8种元素均为人体必需微量元素，而钒正是23号元素，因此，有人称钒为微量元素的“排头兵”。

钒在人体中的含量约为1. 5毫克，．广泛分布于牙齿、骨骼、脂肪、血液、肺、脾、肝、肾等组织器官中，骨组织及牙齿中含量较高。

钒在胃肠吸收率仅为596，其吸收部位主要在上消化道，此外环境中的钒可以经皮肤和肺吸收。

人体吸收的钒主要通过肾脏从小便中排出。

钒在人体内含量虽然不高，但它在维持人体正常生理功能、预防和控制各种疾病方面有着不可替代的重要作用。

（一）钒的主要生理功能1.钒能促进骨骼和牙齿的形成，促进生长发育。

钒缺乏时，生长发育受阻，脾脏肿大，蛋白质代紊乱。

骨骼发育不正常，生长缓慢，生殖功能受损。

2.钒能预防龋齿。

由于钒离子在牙釉质和牙质内可增加羟基磷灰石的硬度，还可l增加有机物质和无机物质之间的粘合性。

因牙釉质和牙质都属于磷灰石，故钒可以置换到磷灰石分子中，可有效地预防龋齿。

龋齿低发区的饮用水中钒浓度较大。

3.钒能刺激骨髓的造血功能，促进血红素的合成，能有效治疗多种贫血症。

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)－1a.24.134b.6.196×10－3c.－7.305×10－7d.－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)－1a.25.9b.－1.25×10－4c.4.08×10－6线膨胀系数(20～200℃)/K－1(7.88～9.7)×10－6比电阻(20℃)/μΩ·cm24.8 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 99.75①c 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。