攀枝花的釩鈦資源儲量居全國第一位,是我國的釩鈦之都。
一、釩的應(yīng)用
釩在地殼中平均含量為0.01%~0.02%,釩是一種稀有化學(xué)元素,它顯著低于主要工業(yè)金屬(如:鐵4.2%~4.7%;鋁7.4%~8.2%;鈦0.45%~0.61%的平均含量)。
(一)釩在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用
世界上85%的釩主要用于鋼鐵添加劑,提高鋼的強(qiáng)度、韌性和耐熱性,釩是一種萬能的合金添加劑,在鋼中添加少量的釩(百分之幾和千分之幾)就可以生產(chǎn)高強(qiáng)度低合金鋼(0.04%~0.15%V)、高速鋼(1%~3%V)、工具鋼、不銹鋼(2%~14%V)及永久磁鐵等。
釩在鋼中的主要作用是:釩同鋼中的碳和氮起作用,構(gòu)成小而硬的難熔金屬碳化物和氮化物,這些化合物起細(xì)化劑和沉淀強(qiáng)化劑的作用,可增加鋼的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。釩用在工具和模具鋼上,在高碳鋼里,釩形成堅(jiān)硬的碳化物,達(dá)到模具和機(jī)床所要求的耐磨能力。在高溫下,碳化物不會(huì)變軟,這樣,高速工具紅熱時(shí),其末端的刀刃就不會(huì)惡化。燃?xì)鉁u輪引擎的軸承也要求有同樣的特性,也使用這種鋼材。含釩鋼具有強(qiáng)度大、韌性、耐磨性,耐腐蝕性好,廣泛用于輸油氣管道、機(jī)器制造、建筑、汽車、鐵路、壓力容器、橋梁、金屬模具等領(lǐng)域。
(二)釩在有色金屬中的應(yīng)用
世界上有5%~7%的釩是用于有色金屬方面。鈦的合金化可使其強(qiáng)度提高1~2倍,還能提高耐腐蝕性,釩是鈦主要合金化元素之一,是以釩鋁合金形式加入的。釩和鈦組成最重要的合金是Ti-6Al-4V(TC4),它在室溫下的穩(wěn)定性好,具有很高的抗疲勞性能,用于飛機(jī)骨架和緊固件、壓縮機(jī)渦輪盤和葉片。
在鈷鎳合金中含有釩,具有很強(qiáng)的磁性,可作為軟磁、高磁性材料使用。
釩的鈮鉭合金具有很強(qiáng)的耐高溫性,高溫下抗氧化性能強(qiáng),用于航天飛機(jī)和人造衛(wèi)星及導(dǎo)彈。
釩鈮合金、釩鎵(V3Ga)、釩硅(V3Si)是良好的超導(dǎo)材料。
(三)釩在化工方面的應(yīng)用
世界上有5%的釩用于化工方面。
1.釩化合物在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中用作硫酸、石油裂化、有機(jī)合成中催化劑。例如:釩酸鈉和釩酸銨可作為硫酸生產(chǎn)中的催化劑。五氧化二釩可作為脫銷催化劑和把環(huán)已烷氧化為已二酸,聚合反應(yīng)和草酸生產(chǎn)中。偏釩酸銨可作為生產(chǎn)磷肥、尼龍、滌綸、聚氯乙烯等催化劑;氯化釩作為生產(chǎn)丙烯和汽車工業(yè)用的橡膠催化劑等。
2.顏料方面,如釩酸鉍黃顏料用于塑料、橡膠、陶瓷、油漆、印刷油墨等方面,尤其在是黃色汽車漆、汽車修補(bǔ)漆、高級建筑涂料方面應(yīng)用。釩酸鉍示溫顏料。釩鋯藍(lán)色料:釩鋯蘭是鋯基陶瓷釉用的色料,廣泛用于陶瓷、搪瓷和玻璃工業(yè)中,能產(chǎn)生蘭、綠、黃色,作藍(lán)色著色劑。
3.其它方面的應(yīng)用
釩氧化還原流體電池:在儲存能源上越來越重要。這些電池就象小型的化工廠,不同化合價(jià)的釩鹽,通過泵從儲槽流出,在電池的正極和負(fù)極的半電池流動(dòng)。電池兩邊的電解液用隔膜分隔,不能混合。就是電池液相互污染,由于電池兩邊都使用釩鹽,污染產(chǎn)生的問題都會(huì)被減少到最低限度??梢灶A(yù)期,這種電池會(huì)應(yīng)用在電訊上,和再生初級能源系統(tǒng)一起使用,作為與發(fā)電相關(guān)的負(fù)載平衡設(shè)備,也用于機(jī)動(dòng)系統(tǒng),如叉車、電動(dòng)車輛、高爾夫球車等。
釩基固溶體貯氫合金:貯氫合金廣泛應(yīng)用在燃料電池、電動(dòng)車、鎳氫電池、貯氫和輸送氫等方面。釩是唯一在常溫下吸、放氫的金屬,吸氫量理論上可達(dá)到3.8%。目前已經(jīng)開發(fā)出吸氫量大于3.3%,放氫量大于2.3%,放氫溫度小于100℃的較為理想的釩基貯氫合金。
釩酸釔晶體:是一種雙折射晶體,具有接近玻璃的硬度、不潮解,加工鍍膜容易等特點(diǎn)。因此,釩酸釔晶體廣泛用于激光通訊、激光測距、激光印刷、衛(wèi)星測量、導(dǎo)航等各個(gè)領(lǐng)域。
釩的發(fā)光材料:釩磷酸釔銪和釩酸釔銪都是高效的紅色發(fā)光材料,曾被應(yīng)用作為彩色電視熒光粉的紅色組分,現(xiàn)在仍然廣泛地用在高壓汞蒸氣放電熒光燈中,作為調(diào)整色度的發(fā)光材料。含釩的發(fā)光材料將有廣闊的應(yīng)用前景。發(fā)光材料已廣泛地應(yīng)用于科技、工業(yè)、農(nóng)業(yè)以至人們地日常生活中,可以預(yù)言,發(fā)光材料必將在21世紀(jì)得到廣泛的應(yīng)用。
二氧化釩光學(xué)轉(zhuǎn)換涂層:是很有發(fā)展前途的一種材料,其應(yīng)用前景廣闊,利用其相變后光學(xué)、電學(xué)等特殊性質(zhì)可用于太陽能控制材料、紅外輻射測溫計(jì)、熱敏電阻、熱致開關(guān)、可變反射鏡、紅外脈沖激光保護(hù)膜、光盤介質(zhì)材料、全息存儲材料、點(diǎn)致變色顯示材料、濾色鏡、熱致變色顯示材料、非線性或線性電阻材料、溫度傳感器、可調(diào)微波開關(guān)裝置、紅外光學(xué)調(diào)制材料、高靈敏度應(yīng)變傳感器、透明導(dǎo)電材料、抗靜電涂層等方面。
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