Тугоплавкий металл ванадий

Ванадий (V) - химический элемент пятой группы периодической системы Д.И. Менделеева, атомный номер 23, атомная масса 50,94. Металл серебристого оттенка, внешне напоминающий сталь, относится к классу тугоплавких. Имеет плотность 6,11 г/см³, температуру плавления t_пл. = 1887 °С, температуру кипения t_кип. = 3377 °С. Обладает хорошей прочностью и пластичностью.

Описываемый химический элемент относится к редким тугоплавким металлам. Целиком находится в рассеянном состоянии и не образует собственных минералов. Основные источники получения ванадия - железные руды, содержащие V как примесь.

Впервые ванадий был открыт мексиканским ученым профессором минералогии Андресом Мануэлем Дель Рио и получил название “эритроний”. Однако, это открытие не было признано европейским научным миром. Повторно об обнаружении нового химического элемента было объявлено шведским химиком Нильсом Сефстремом, который нашел его в железной руде.

Физические свойства

Свойство	Значение
Атомный номер	23
Атомная масса, а.е.м	50,94
Радиус атома, пм	134
Плотность, г/см³	6,11
Молярная теплоемкость, Дж/(K·моль)	24,95
Теплопроводность, Вт/(м·K)	30,7
Температура плавления, °С	1887
Температура кипения, °С	3377
Теплота плавления, кДж/моль	17,5
Теплота испарения, кДж/моль	460
Молярный объем, см³/моль	8,35
Группа металлов	Тугоплавкий металл

Химические свойства

Свойство	Значение
Ковалентный радиус, пм	122
Радиус иона, пм	(+5e) 59 (+3e) 74
Электроотрицательность (по Полингу)	1,63
Электродный потенциал	0
Степени окисления	5, 4, 3, 2, 0

Применение в промышленном производстве находит как чистый металл, так и сплавы на его основе.

• ВЭЛ-1, ВЭЛ-2, ВЭЛ-3, - чистый ванадий, содержащий до 99,84% V, полученный электролитическим способом; поставляется в виде порошка.
• ВнМ-1, ВнМ-2 - чистый V в виде слитков, полученных электронно-дуговой плавкой; содержание V составляет до 99,34% и 99,04% соответственно.
• ВнП-1, ВнП-2 - чистый ванадий в виде прутков круглого сечения.
• ВнПр-1, ВнПр-2 - чистый V в виде проволоки.
• ВнПл-1, ВнПл-2 - чистый V в виде полос.
• ВВ-8 - сплав ванадий-вольфрам с 6-8% W.

Достоинства:
• имеет высокую температуру плавления;
• имеет хорошие технологические и механические свойства - хорошая пластичность и свариваемость, прочность;
• имеет меньшую стоимость по сравнению с другими металлами со схожими характеристиками.

Недостатки:
• относительно небольшой процент содержания в земной коре.

Ванадий и его соединения находят применение во множестве промышленных отраслей, однако наибольший их объем востребован для нужд металлургической и химической промышленности.

Основная доля мирового потребления ванадия – примерно 87% – приходится на металлургическую промышленность (80% + 7% – черная и цветная металлургия соответственно). Рассматриваемый металл применяется в основном для легирования высококачественных конструкционных сталей с целью оптимизации их эксплуатационных характеристик. По данным статистики, в настоящее время V является мировым лидером среди легирующих элементов.

Ванадию присуща высокая химическая активность, определяющая возможность его применения в различных промышленных отраслях, включая химическую. Для нужд химической промышленности используется множество соединений этого металла, прежде всего, соли ванадиевых кислот (ванадаты), оксиды и карбиды ванадия. Конкретными примерами использования V являются производство красителей и получение катализаторов. Неоспоримо преимущество ванадия при производстве высококачественного инструмента, выполненного из различных хром-ванадиевых сталей.

Современное промышленное производство предлагает широкий спектр стандартных изделий, активно используемых в различных областях. Из круглого проката можно выделить ванадиевый пруток и проволоку. Плоский прокат представляет ванадиевый лист и полоса. К исходному сырью можно отнести слитки и порошок ванадия, которые занимают основополагающее место в цепочке производства изделий из данного металла.