当前位置：文档之家 › 第一章 钒的基础知识

第一章 钒的基础知识

  • 格式：ppt
  • 大小：1.13 MB
  • 文档页数：88

下载文档原格式

  / 88

合集下载

钒的基础知识(课堂PPT)

钒的基础知识(课堂PPT)
10
1994年攀钢开发了用煤气还原多钒酸铵制取V2O3技术，获国家 发明专利。
1995年，攀钢将雾化提钒改为转炉提钒，建成两座120吨提钒炉， 设计能力11万t/a钒渣。
1998年攀钢从德国引进设备，建成了年产2400tV2O3的车间。 后扩建为5150t/a。同时，进行了V2O3冶炼高钒铁的试验。西昌分 公司建成年产1200t五氧化二钒生产车间。同时，攀钢钒渣产量达到 并超过了设计能力，创下历史最高水平。
6
在19世纪末20世纪初,俄罗斯开始利用碳还原法还原铁和钒氧化物,首 次制备出钒铁合金(含V35%～40%)。1902～1903年俄罗斯进行了铝热 法制取钒铁的试验。
1927年，美国的马尔登和赖奇用金属钙还原五氧化二钒(V2O5)，第 一次制得了含钒99.3%～99.8%的可锻性金属钒。
19世纪末，研究还发现了钒在钢中能显著改善钢材的机械性能，从而 使钒在工业上才得到广泛应用。至20世纪初，人们开始大量开采钒矿。
转炉提钒
1
教学内容：
第一章 钒的基础知识(6学时) 第二章 转炉提钒基本原理(4学时) 第三章 提取钒渣方法(2学时) 第四章 攀钢转炉提钒工艺(8学时) 第五章 含钒铁水炼钢工艺及含钒钢渣提钒 方法与工艺(8学时)
2
第一章 钒的基础知识
73 23 9
教学要求： 1、了解钒制备的发展史
钒及其化合物的用途。 2、掌握钒矿物及其主要性质
1830年，瑞典化学家尼尔斯·格·塞夫斯特姆用矿石炼生铁时， 分离出一种新元素，由于其化合物具有绚丽的颜色，以希腊神话中 美丽女神娃娜迪斯（Vanadis）的名字命名为钒(Vanadium)。同年， 德国化学家沃勒尔证明，Vanadium与早期德尔·里奥发现的红色 素是同一种元素──钒。

钒

钒

钒钒: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-盐-水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。

于空气中不被氧化，可溶于氢氟酸、硝酸和王水。

钒能分别以二、三、四、五价于氧结合，形成四种氧化物，一氧化钒（VO ）三氧化二钒(v2o₃)，二氧化钒，五氧化二钒三氧化二钒灰黑色结晶或粉末。

不溶于水，溶于硝酸、氢氟酸、热水。

在空气中慢慢吸收氧而转变为四氧化二钒。

在空气中加热猛烈燃烧。

在空气中慢慢吸收氧而转变为四氧化二钒。

在空气中加热猛烈燃烧。

为强还原剂制备:1、由氢、碳或一氧化碳还原五氧化二钒制得，或在1750℃下热分解五氧化二钒、在隔绝空气下煅烧钒酸铵制得。

[3]2、、将由偏钒酸铵热分解生成的无定形五氧化二钒在纯化的氢气流中，于600℃下还原2h(V2O5的熔点为690℃，温度不能超过此熔点)，再在900℃下继续还原5~6h。

将生成物的一部分用碱熔融之后溶解于稀硫酸中，用过氧化氢进行氧化还原滴定，就可以知道得到的产品为VO1.506。

将此产品再在1250℃还原4h，则变为V2O3。

[4]3、、该发明公开了一种三氧化二钒的生产方法，是把一定粒度的钒酸铵或五氧化二钒连续地加入外热式容器中，在其容器中通入工业煤气。

通过外加热使容器内高温区达到500~650℃，使炉料通过此温度区域发生还原反应15~40分钟，使其分解还原为三氧化二钒。

冷却炉料至100℃以下出炉。

该方法的优点是大大降低了还原温度;缩短了还原时间;降低了生产的成本。

二氧化钒深蓝色晶体粉末，单斜晶系结构。

密度4.260 g/cm3。

熔点1545 ℃。

不溶于水，易溶于酸和碱中。

溶于酸时不能生成四价离子，而生成正二价的钒氧离子。

在干的氢气流中加热至赤热时被还原成三氧化二钒，也可被空气或硝酸氧化生成五氧化二钒，溶于碱中生成亚钒酸盐。

高考化学工艺流程中的新宠---钒

高考化学工艺流程中的新宠---钒

高考化学工艺流程中的新宠---钒一、认识钒及其化合物钒在周期表中位于第4周期、VB族，属于过渡金属元素，呈浅银灰色，有良好的可塑性和可锻性。

钒具有很高的熔点，用作合金的添加剂。

钒对稀硫酸、稀盐酸、稀磷酸保持相对稳定。

但在硝酸、氟氢酸中溶解。

常见的钒氧化物为＋2、＋3、＋4、＋5价的氧化物：VO、V2O3、VO2、V2O5，钒的氧化物从低价（二价）到高价（五价），系强还原剂到强氧化剂，其水溶液由强碱性逐渐变成弱酸性。

低价氧化钒不溶于水，但遇强酸会形成强酸盐如VCl2、VSO4；如遇强碱则形成V(OH)2，V(OH)2水解会放出H2。

1.五氧化二钒V2O5，是钒氧化物中最重要的，也是最常用钒化工制品。

工业上首先是制取NH4VO3，然后加热至500℃，即可制得V2O5。

其反应如下：2NH4VO3→2NH3＋H2O＋V2O5；另一个方法是用VOCl3水解，反应如下：2VOCl3＋3H2O＝V2O5＋6HCl；在700～1125℃，V2O5存在下列可逆反应：V2O5＝V2O5－x＋(x/2)O2V2O5是两性化合物，但其碱性弱，酸性强，易溶于碱性构成钒酸盐，强酸也能溶解V2O5。

在酸、碱溶液中，生成物的形态取决于溶液的钒浓度和pH值，当溶液处于强碱性，pH值大于13，则会以VO43－存在，V2O5 + 6OH- == 2VO43- + 3H2O；若处于强酸性溶液中（pH值小于3），则主要以VO2+存在，V2O5 + 2H+== 2VO2+ + H2O；如果处在中间pH值的状态，则会以下列配合物存在：VO3－、HVO42－、V3O93－、V4O124－、V10O286－、V2O74－；V2O5有氧化性：和盐酸反应，生成VOCl2，放出Cl2，V2O5 + 6HCl == 2VOCl2 + Cl2↑+ 3H2；.在强酸中，V(Ⅴ)以VO3+、VO2+形式存在，VO2+具有较强的氧化性，易被SO32-还原为VO2+:2VO2++SO32-=2VO2++SO42-+H2O2．二氧化钒与四氧化二钒四价钒在空气中被缓慢氧化，加热则快速被氧化；四价钒的氧化物也是两性物质，在热酸中溶解形成稳定的VO2＋，例如与硫酸形成VOSO4；在碱性溶液中则形成次钒酸盐HV2O5－。

钒[1]1

钒[1]1

返回

钒在化学工业的应用
在化学工业中应用的钒制品主要有深加工产品 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中。
返回
钒酸盐和多钒酸盐
钒酸盐和磷酸盐相似，都有缩合性，有 正钒酸盐，焦钒酸盐，偏钒酸盐、多钒 酸盐等。向钒酸盐溶液加酸，降低溶液 的pH值，使钒酸根离子质子化的同时发 生脱水而进行缩合的。随着pH的下降， 多钒酸根中含钒原子越多，就是缩合度 增大，其缩合平衡为： 2[VO3（OH）]2-+H+ → [V2O6（OH）]3+H2O （pH≥13） 2-+3H+ → V O 3 +3H O 3[VO3（OH）] 3 9 2 （pH≥8.4）
在钢铁中的应用
在我国90%左右的钒用于钢铁工业,钒在钢中应用主要是 通过添加钒来提高强度和韧性。在结构钢中加入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，欧洲已经在使用 500Mpa 的钢筋。
钒的制备
制取钒的纯金属是非常困难的， 因为它甚至比钛更容易与氢、 碳、氮和氧化合。 用金属热还原法（如用钙）制 备金属钒 V2O5+ 5Ca →5CaO + 2V 工业上用铝热法冶炼粗钒 工业上用铝热法冶炼粗钒
铝热法冶炼粗钒原理

钒元素的知识点汇总介绍

钒元素的知识点汇总介绍

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。

钒基本知识介绍

钒基本知识介绍

钒的盐类的颜色真是五光十色，有绿的、红的、黑的、黄的，绿的碧如翡翠，黑的犹如浓墨。如二价钒盐常呈紫色；三价钒盐呈绿色，四价钒盐呈浅蓝色，四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色，而五氧化二钒则是红色的。这些色彩缤纷的钒的化合物，被制成鲜艳的颜料：把它们加到玻璃中，制成彩色玻璃，也可以用来制造各种墨水。
钒的化学性质十分稳定，在常温下不会被氧化。钒对食盐溶液及海水具有高度的耐蚀性。碱溶液及硫酸对它不起作用，氢氟酸、热的浓硫酸和硝酸以及王水能溶解钒。熔融的碱、碳酸钾、硝酸钾可溶解钒并形成钒酸盐。钒与硅和碳形成的硅化物和碳化物具有高的硬度及化学稳定性。
钝金属钒是用钙在钢制容器内还原五氧化二矾的方法制得的。得到的金属钒微粒洗涤后于真空炉中熔成块，如此获得的金属含9999%的钒。
钒铜合金很耐腐蚀，不怕海水，常用来制造船舶的推进器。钒铝合金具有很高的硬度、弹性，耐海水、轻盈，用来制造水上飞机和水上滑翔机。钒钢被大量用来制造汽车、飞机的发动机、轴、弹簧、火车头的汽缸，被誉为“汽车工业的基础”。
1907年全世界钒的产量是三吨，其价格贵得惊人：一公斤的钒要五万金卢布。这是为什么呢?地壳中几乎没有聚集矿床，含钒l%的矿石就是特别丰富的富矿了。
钒是钢灰色的、坚硬的金属，它能够刻划玻璃与石英。高纯度的钒可以压成薄箔或者拉成细丝。然而，含有比普通钢结构更紧密，韧性、弹性与机械强度更高。钒钢制的穿甲弹，能够射穿40厘米厚的钢板。但是，在钢铁工业上，并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢，而是直接采用含钒的铁矿炼成钒钢。

无机元素化学——钒

[VO2(O2)2]3- + 6H+ = [V(O2)]3+ + H2O2 + 2H2O 此反应可作为鉴定钒的比色测定使用。
10
钒先后被两次发现。第一次是在1801年由墨 西哥城的矿物学教授节烈里瓦发现的。他发现它在 亚钒酸盐样本中，这个样本就是Pb5(VO4)3Cl，由于 这种新元素的盐溶液在加热时呈现鲜艳的红色，所 以被取名为“爱丽特罗尼”，即“红色”的意思， 并将他送到巴黎。然而，法国化学家推断它是一种 被污染的铬矿石，所以没有被人们公认。
VO43- V2O74- V3O93- V10O286- H2V10O284-
1:4 1:3.5 1:3
1:2.8
1:2.8
VO2+ 1:2
pH≥13 pH≥8.4 8>pH>3 pH=2
pH=1
9
钒酸盐和多钒酸盐
VO43-根离子中O2-离子，可以被其他阴离子取代。 加入H2O2，若溶液是弱碱，中性，弱酸性时，得到 黄色二过氧钒酸粒子[VO2(O2)2]3-， 若溶液是强酸性得到红棕色[V(O2)]3+过氧钒阳离子
钒
性质和用途
电子构型为(n-1)d3ns2价态有+V、+IV、+III、+II, 以 +V、+IV价最为稳定。
钒的主要用途在于冶炼特种钢。在钢中加钒的好
处是，钒可和钢中的碳结合形成V4C3,它在钢中成小颗粒 分散而提高钢的抗磨能力和高温时的强度，以及抗冲击 的性能。
钒及其化合物
自然界的存在形式：
V2O5用H2还原时，可制得一系列低氧化态的氧化物 VO2(深绿色)、 V2O3(墨色)、 VO（黑色）
7
钒酸盐和多钒酸盐

最新钒及钒生产工艺知识讲解

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0.07g/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Na2CO3一起共熔得到不同的可溶性钒酸钠。

第二章五氧化二钒生产工艺方法概述五氧化二钒生产工艺大致历经了70年，通过几代人的不断总结、探讨，已初步形成了不同的生产工艺模式。

钒的物化性质

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：
性质
V2O5
V2O4
V2O3
VO颜色橙黄蓝源自黑淡绿结构
斜方
单斜
刚玉
面心平方
密度/kg·m-3
3357
4339
4870
5758
熔点/C
678
1542
1957
1790
沸点/C
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。
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。
6NH4VO3=（NH4）2O·3V2O5+4NH3+2H2O
2NH4VO3=V2O5+2NH3+H2O
即在较低温度时，分解的固体产物中仍含有部分氨；温度较高时，分解的固体产物为V2O5。

化学元素钒

化学元素钒1. 引言化学元素钒（vanadium）是一种过渡金属，原子序数为23，元素符号为V。

它在自然界中广泛存在于地壳中，并具有重要的工业应用。

本文将对钒的性质、用途、生产方法以及环境影响进行全面的探讨。

2. 钒的基本性质2.1 物理性质钒是一种银灰色的金属，在常温下呈固态。

它具有高熔点和高沸点，密度较大，是一种相对重的金属。

2.2 化学性质钒具有良好的耐腐蚀性，在常温下不易与氧气、酸、碱发生反应。

然而，在高温和一些特殊条件下，钒可以与氧、氮等元素形成化合物。

3. 钒的用途3.1 钢铁工业钒是一种重要的合金元素，在钢铁工业中广泛应用。

它可以改善钢的硬度、强度和耐磨性，提高钢的耐腐蚀性能，使钢具备更广泛的应用领域。

3.2 催化剂钒及其化合物在催化剂领域有着重要的地位。

氧化钒可以催化一些重要的化学反应，如氨氧化反应、烯烃氧化反应等。

钒催化剂具有高效率、选择性和稳定性的特点，被广泛用于化学工业的生产。

3.3 储能技术随着可再生能源的快速发展，钒电池作为一种储能技术逐渐受到关注。

钒电池具有高能量密度、长寿命、高效率等优点，可以用于储存大规模的电能，为可再生能源的应用提供支持。

3.4 医学应用钒化合物在医学领域有一定的应用。

钒化合物可以用于治疗糖尿病，具有降低血糖和改善胰岛素敏感性的作用。

钒还被用作放射治疗的辅助药物，用于治疗某些恶性肿瘤。

4. 钒的生产方法4.1 矿石提取钒矿石是钒的主要来源，主要含有钒的矿石有钒云母、钒矾石等。

通过矿石选矿、冶炼等工艺，可以提取出纯度较高的钒。

4.2 合成制备除了从矿石中提取钒外，还可以通过化学合成的方法制备钒。

常见的方法有还原法、氧化法等，可以得到不同形态和纯度的钒。

5. 钒的环境影响5.1 生态系统影响钒的广泛应用和生产会对环境造成一定的影响。

钒污染可能导致土壤和水体的污染，对生态系统产生负面影响。

5.2 人体健康影响高浓度的钒对人体健康有一定的危害。

长期接触钒可能导致呼吸系统疾病、消化系统问题等。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
物理性质： —浅灰色带有金属光泽的晶体粉末 —是非整比氧化物，组成为VO0.94-1.12 —固体具有氯化钠型晶体结构,即属离子型的 —具有较高的导电性
化学性质： —具有碱性氧化物的性质，不溶于水，能溶解于酸中生成强
还原性的紫色钒盐[V(H2O)6 ]2+ 离子。 —在空气中和水中不稳定，容易氧化成V2O3。 —在真空中它发生歧化反应生成金属钒和V2O3。
1994年攀钢开发了用煤气还原多钒酸铵制取V2O3技术，获国家 发明专利。
1995年，攀钢将雾化提钒改为转炉提钒，建成两座120吨提钒炉， 设计能力11万t/a钒渣。
1998年攀钢从德国引进设备，建成了年产2400tV2O3的车间。 后扩建为5150t/a。同时，进行了V2O3冶炼高钒铁的试验。西昌分 公司建成年产1200t五氧化二钒生产车间。同时，攀钢钒渣产量达到 并超过了设计能力，创下历史最高水平。
这一类矿床的变种。钾钒铀矿是一种钾铀的钒酸络盐，呈浅黄色或浅
绿黄色，矿石含V2O51.5%～2.0%，美国科罗拉多高原等地是这种矿 物的主要产地，在提铀时可制得V2O5。
⑷磷酸盐矿：钒含在磷酸盐岩和磷酸盐页岩中，含V2O5从微量到1%， 还含有少量的氟、铀、硒。在用磷矿生产磷和磷肥后，所得副产物磷铁 中含有钒，作为提钒原料。
化学性质：钒是强还原剂，但由于容易呈钝态，常温下钒的化学活
泼性较低，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。
2V + 6HF == 2VF3 +3H 2↑
V+8HNO3== V(NO3)4+4NO2+4H2O
VCl3,可制得金属钒。 V2O5 + 5Ca == 5CaO + 2V 2VCl3 + 3Mg == 3MgCl2 +2V
㈡ 钒氧化物的性质
由氧-钒二元相图可知，钒有多种氧化物。
V-O系状态图
—在V2O3和V2O4之间，存在 着 可 用 通 式 VnO2n-1(3≤n≤9) 表 示的同族氧化物。
⑸碳质页岩(石煤)：储量很大，分布极广，结构复杂。一般还含镍、 钼、铀等，含V2O50.1%~1.5%。钒的品位与地质年代和矿化条件有关， 含碳较高的矿层钒含量较高，以硅质页岩为主的矿层品位较低。
⑹有机基原料矿床：钒与其它有机化合物形成络合物。如高硫石油、 沥青质岩等，通常中东的原油V2O5含量20～150g/t，有的高达300～ 400g/t。因此，这些有机燃油的渣、灰及脱硫用的废催化剂等含有大 量的钒，有的还含有钼、镍等二次资源，可作为提钒的重要原料。
—在V2O3到V2O5之间,已知有 V3O5 、 V3O7 、 V4O7 、 V4O9 、 V5O9、V6O11、V6O13等。
—工业上钒氧化物主要以
V2O5、V2O4和V2O3为主,特别 是V2O5。
708℃
VOx中的x
V2O3-V2O5系状态图
钒氧化物的性质
氧化物 晶系 颜色 比重
熔点/℃
溶解性
在空气中，熔融碱、碱金属、碳酸盐可将金属钒溶解而生成相应的
钒酸盐。
在高温下钒能与碳、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。
2V + O 2 ==2VO
4V + 3O 2 == 2V2O3
2V2O3 + O2 == 4VO2 4V + 5O 2 == 2V2O5 180℃温度下钒与氯作用生成四氯化钒(VCl4)。 温度超过800℃时,钒与氮反应生成氮化钒(VN)。
1978年攀钢建成两座120吨雾化提钒炉生产钒渣。 1979 年 锦 州 铁 合 金 厂 开 发 了 品 位 55% ～ 60% 的 钒 铁 和 含 钒 40%～80%的钒铝合金。 1980年开始出口钒渣(3208t)、V2O5(1041t)、钒铁(1882t)。中 国从钒进口国变为钒出口国。 1980～1985年间，锦州铁合金厂开发了高钒铁、硅钒铁、碳化 钒、氮化钒等炼钢钒合金添加剂。 1984年攀研院开发出钒渣一次焙烧水浸提钒技术，在国内推广， 并获国家发明专利。 1990年攀钢建成了2000tV2O5/a的生产车间。 1992~1993年攀钢建成了用电铝热法冶炼高钒铁试验车间，生 产能力为1900t/a。
在800~1000℃时钒与碳生成碳化钒(VC)。
V + 2Cl2 = VCl 4 2V+N2=2VN V +C=VC
此外，钒亦具有一定的耐液态金属(铀、钠)和合金(铅-铋 等)的腐蚀能力，因此，钒适合作钠冷却快中子反应堆的燃料 包套和反应堆材料。
金属钒的制备: 用金属钙还原五氧化二钒 V2O5 或用金属镁还原三氯化钒
制备：用氢在1700℃下还原V2O5或V2O3制得。
2、三氧化二钒(V2O3)
物理性质： —V2O3是灰黑色有光泽的结晶粉末。 —非整比的化合物VO1.35-1.5,晶体结构为α-Al2O3型的菱面体晶格。 —熔点很高(2070℃),属于难熔化合物,并具有导电性。 化学性质： —是碱性氧化物,溶于酸生成蓝色的三价钒盐[V(H2O)6]3+离子，该离 子有相当大的八面体络合，在水中会部分水解生成V(OH)2+和VO1+。 —在空气中缓慢被氧化，在氯气中迅速被氧化成三氯氧钒(VOCl3)和 V2O5。常温下暴露于空气中数月后，它变成靓青蓝色的VO2。 —不溶于水及碱，是强还原剂。
1937年发现河北承德大庙铁矿中含有钒。 1942年日本在锦州建立了“制铁所”生产钒铁，到1945年日本 投降共生产出100多吨低钒铁。 1958年恢复该厂，用钒铁精矿生产V2O5，10月20日炼出了新中 国第一炉钒铁(含V35%)，同年并研制出金属钒。 1955年发现马鞍山磁铁矿中含有钒。
1965年先后在马钢建成8t、承钢建成10t吨侧吹提钒转炉生 产钒渣，从此结束了我国用钒精矿生产V2O5的历史。但是钒的 供应满足不了我国工业需要，每年还要进口V2O5或钒铁。
1830年，瑞典化学家尼尔斯·格·塞夫斯特姆用矿石炼生铁时， 分离出一种新元素，由于其化合物具有绚丽的颜色，以希腊神话中 美丽女神娃娜迪斯（Vanadis）的名字命名为钒(Vanadium)。同年， 德国化学家沃勒尔证明，Vanadium与早期德尔·里奥发现的红色 素是同一种元素──钒。
1834 年 ， 在 俄 罗 斯 别 列 召 夫 斯 克 矿 山 的 铅 矿 中 发 现 了 钒 。 1939 年 ， 在 俄 罗 斯 的 彼 尔 姆 斯 克 的 含 铜 砂 岩 中 也 发 现 了 钒 。 1840年，俄罗斯矿物工程师苏宾写道“含铜生铁、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”。
VO 等轴 浅灰 5.76
1790
不溶水,溶于酸
V2O3 菱形 黑 4.87 1970～2070
不溶水,溶于HF及HNO3
VO2 正方 兰黑 4.2～4.4 1545～1967 微溶水,溶于酸及碱,不溶于乙醇
V2O5 斜方 橙黄 3.357 650～690 微溶水,溶于酸及碱,不溶于乙醇
1、一氧化物(VO或V2O2)
美国 美国 秘鲁 澳大利亚，美国 美国，俄罗斯
墨西哥,美国,纳米比亚 纳米比亚,墨西哥,美国 纳米比亚,墨西哥,美国
在钒的矿物中，最有开发价值的钒矿物主要有以下几种：
⑴钒钛磁铁矿：黑灰色，(Fe,Ti,V)3O4是一种分布最广泛的含钒矿 物，是最具有工业开采价值的钒矿物。一般原矿含V2O50.1~2%，大 于1%就可以直接做为提钒的原料。也可通过选矿得到含V2O50.5%以 上的精矿。然后通过高炉炼铁或电炉炼铁得到含钒的铁水，再从铁水
转炉提钒
教学内容：
第一章 钒的基础知识(6学时) 第二章 转炉提钒基本原理(4学时) 第三章 提取钒渣方法(2学时) 第四章 攀钢转炉提钒工艺(8学时) 第五章 含钒铁水炼钢工艺及含钒钢渣提钒 方法与工艺(8学时)
第一章 钒的基础知识
73 29
教学要求： 1、了解钒制备的发展史
钒及其化合物的用途。 2、掌握钒矿物及其主要性质
2K2O.2Al2O3(Mg,Fe)O.3V2O5.10SiO2.4H2O
V2Sn(n=4～5) 2Cu2S·V2S6
Ca5(V04,PO4)3·(Fe,Cl,OH) Pb5(VO4)3Cl
(Pb,Zn)(OH)VO4 4(Cu,Pb,Zn)O·V2O5·H2O
南非,原苏联,新西兰， 中国,加拿大,印度等
四、钒及其化合物的性质 ㈠ 金属钒的性质
物理性质：钒是一种单晶金属，呈银灰色，具有体心立方晶格。高
熔点难熔金属1890±10℃ (比Ti高) 。钒呈弱顺磁性，是电的不良导体。
力学性质：纯净钒有良好的延展性和可锻性，在常温下可制成片、
丝和箔；不纯时硬而脆，少量的杂质，如氧、氮、碳、氢可提高钒的硬ຫໍສະໝຸດ 度和抗拉强度，但延展性降低。
吹炼出钒渣，使V2O5含量富集到10%～20%，做为提钒的原料。 ⑵钒云母：是一种复杂的硅铝酸盐，在纯矿物中含有V2O516%,而
在矿石中V2O5为1%～3%。在钒云母矿物中含有少量的铀。 ⑶复合多金属矿：成分中含有钒铅矿、钒铅锌矿、钾钒铀矿等，
这类矿石中含有铀、镭、铜、铅、锌、锰、钼等。含钒铝土矿也属于
钒的生产方法。 重点：钒矿物的主要性质
钒的生产方法。
一、世界钒的发展历史
钒(V)，呈银灰色，原子序数为23，原子量为50.942，在元素周 期表中属VB族，具有体心立方晶格。
1801年，墨西哥矿物学家德尔·里奥在研究铅矿时，发现一种化 学性质与铬、铀相似的新元素，其盐类在酸中加热时呈红色，故名 为红色素。实际上是钒。
到目前为止,世界上生产钒的矿石主要以钒钛磁铁矿为主,在俄罗斯、南 非、中国、澳大利亚及美国等国家都有丰富的钒钛磁铁矿资源,此外，在 钒铀矿、铝土矿、磷岩矿、碳质页岩、石油燃烧灰渣、废催化剂等均可 作为回收钒的资源。