钒矿（制造高速切削钢等的矿物）

简介

自然界中钒很难呈单一体存在，主要与其他矿物形成共生矿或复合矿，世界已知的钒矿储量为6000～7000万t，其中前苏联占60%，南非占20%，目前发现的含钒矿物有70多种，但主要的矿物有以下3种：

（1）钒钛磁铁矿。钒钛磁铁矿中的钒主要以FeO·V2O3尖晶石形态存在，矿中含钒0.2%～1.5%.世界上除美国从钾钒铀矿中提钒外，其他主要产钒国家中都从钒钛磁铁矿中提取钒.

（2）钾钒铀矿。钾钒铀矿是一种钾铀的钒酸络盐，它的化学式为K2O·2UO3·V2O5·1～3H2O，呈浅黄色或浅绿黄色，含V2O520.16%。美国等地是这种矿物的主要产地，在提铀时可制得V2O5。

（3）石油伴生矿。这种矿寄生在原油中，中美洲国家拥有大量的石油伴生矿。这种资源已日益显示出其重要性。

（4）钒，元素原子量：50.94，元素类型是金属，发现人是塞夫斯唐姆 发现年代为1830年。

（5）发现过程：1830年，瑞典的塞夫斯唐姆，在研究斯马兰铁矿的铁渣时，得到氧化钒，发现了钒的存在。

元素综合性质

元素在太阳中的含量:(ppm)：0.4

地壳中含量：（ppm）：160

质子数：23

中子数：37

原子序数：23

所属周期：3

所属族数：VB

电子层分布：2-8-11-2

晶体结构：晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。

氧化态：

Main V+3, V+4, V+5

Other V-3, V-1, V0, V+1, V+2

晶胞参数：

a = 303 pm

b = 303 pm

c = 303 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

莫氏硬度：7

电离能 (kJ /mol)

M - M+ 650

M+ - M2+ 1414

M2+ - M3+ 2828

M3+ - M4+ 4507

M4+ - M5+ 6294

M5+ - M6+ 12362

M6+ - M7+ 14489

M7+ - M8+ 16760

M8+ - M9+ 19860

M9+ - M10+ 22240

声音在其中的传播速率：（m/S）：4560

元素来源

矿物有钒酸钾铀矿、褐铅矿和绿硫钒矿等。非常纯的钒很难制成，在通常的高温条件下，钒对氧、氮和碳都活泼，容易起反应。工业上用它制成合金。很纯的钒可由五氧化二钒与碘化钙作用制成VI5，再经热分解可以制得。

元素用途

如果说钢是虎，那么钒就是翼，钢含钒犹如虎添翼。只需在钢中加入百分之几的钒，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，难怪在汽车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部门，到处可见到钒的踪迹。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。

主要用于制造高速切削钢及其他合金钢和催化剂。把钒掺进钢里，可以制成钒钢。钒钢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。

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。

我国是钒资源比较丰富的国家，钒矿主要分布在四川的攀枝花和河北的承德，贵州岑巩的注溪大多数是以石煤的形式存在。

钒主要制成钒铁用作钢铁的合金组分，能细化钢铁基体晶粒，广泛用于各类钢种。钒在非铁合金中主要用于制造钛合金 (Ti-6Al-4V)。钒可以控制铜基合金中的气体含量，并改善其微观结构，在内燃机活塞的铝基合金中加入少量钒，可以增强合金的强度，并降低热胀系数。钒的快中子吸收截面小，对液态钠有良好的耐蚀性，并有抗高温蠕变强度，可作快中子增殖堆燃料棒的包覆材料和释热元件。钒的金属间化合物V3Ga是超导材料。V2O5广泛用作有机和无机氧化反应的催化剂；用来制作吸收紫外线和热射线的玻璃以及玻璃、陶瓷的着色剂。钒的氧化物和偏钒酸盐用于生产印刷油墨和黑色染料。

钒的应用范围

应用领域 占总量比例（%）主要用途 使用产品

碳素钢25 钢筋 FeV

HSLA钢 25 建筑，石油管道 FeV

高合金钢 20 铸件，石油管配件 FeV

工具钢 15 高速工具钢，耐磨件 FeV(80%V)

钛合金 10喷气式发动机零件，飞行器机 V-Al基合金

化学制品 5 硫酸和顺丁烯二酸酐生产 V2O5和其它钒化合物