Ванадий элементі

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

1. Жалпы мәліметтер.

Ваннадий (V) - Д. И. Менделевтің периодтық жүйесінде І V периодтағы V группалы подгруппалы элемент. Ванадидің атомдық нөмері 23, массасы 50, 9415, атомдық радиусы 0, 134. нм. Иондық радиусы: V ⁺² - 0, 072, V ⁺³ - 0, 065; V ⁺⁴ - 0, 061; V ⁺⁵ - 0, 040 нм. Табиғатта ванадийдің екі изотопы белгілі: ⁵⁰ V (0, 25%) және ⁵⁺ V (0, 075%), ⁵⁰ V - әлсіз радиоактивті жартылай ыдырау периоды 10 ¹⁴ және жасанды түрде мына радиоактивті изотоптар алынған ⁴⁷ V, ⁴⁸ V, ⁴⁹ V, ⁵² V, ⁵³ V, соның ішінде ⁴⁸ V индикатор ретінде қолданылады. Оның ыдырау периоды 16 тәулікке тең.

Ванадий минералды тұздардың сулы ерітіндісіне төзімділігімен айырықшаланады, қыздырған кезде - концентрлі суатты күкірт қышқылында төзімді. Қыздырған кезде ванадий оттегімен, күкіртпен және хлормен қосылады.

Ванадий металдар қатарына жатады. Қосылыстарды ванадийдің валенттілігі 2, 3, 4 және 5 валенттілігі төмен кездерінде катион ретінде бесвалентті формуласында рн-қа байланысты анион және катион болып келеді. Бесвалентті ванадийдің оксиді құрамында кездесетін көптеген тұздарда бар.

Олар мета - Н VО ₃ , пиро - Н ₄ V ₂ О ₇ , орта - Н ₃ VО ₄ және деаванадийлі - Н ₆ Vіо қисық қималарға сәйкес келеді. Сілтілі металдардың ванадийы және кальцийдің және амонидің металванадаты суда жақсы ериді.

Ванадий галогендер мен оксигалагендер қатарын құрады. Хлоридтермен оксихлоридтер - VСl ₂ , VСl ₃ , және VОСl, VОСl ₃ .

Ванадий кең таралған элементтер қатарына жатады. Ванадийдің сипаттамасы таулы жерлерде кең таралған. Әр түрлі таулы орталарда ванадийдің орташа таралуы (г/б) : ультра негізінде - 40 негізгі - 200, орташа - 100, қышқылды - 20. Тұнбалы саздарда, сланцыларда - 130, бокситтерде - 200-1000, құмды және корбанадты жерлерде - 20.

Ванадийдің әлемдік қоры рудаларда көбінде титаномагнитті жерлерде кездеседі. Негізгі заңдалған қорлар шетелдерде 10, 15 млн Т · V ₂ О ₅ - ке жетеді. Соның ішінде 32, 2% - Жаңа Зеландияда, 1, 6% - Венесуэлада және 9, 3% басқа елдерде. Жалпы V ₂ О ₅ қоры шетелдерде 47, 6 млн т жетеді.

Ванадий даласы РФ - да, ЮАР - дың даласымен бірдей. РФ - да негізінде Ванадий қоры титамагнитті рудаларда Уралда (Гусевогорское, Первоуральное, Волковское) кездеседі. Кейбір бөлігі боксидтер Архангельск облысында, Красноярский край және т. б.

Шет елде жылына 28 мың г - дан асгам өңделеді. Негізделген қорлар бойынша ванадийдің қоры 100 - жылға дейін жетеді. РФ - да экспортталатын ванадийдің құрамды жерлері 125 жылға дейін жетеді.

2. Қолдану аймағы

Ванадий легірленуші металдарға жатады, сол себептен қара металургияда кең қолданылады. Ванадий болаттың құрамында болуы оның қасиетін жақсартады. Ванадиймен легірленген болаттар транспорттарда машина жасауда газопроводтарда және т. б. кең қолданылуы сонымен қатар ванадий - титанды қорытпаларда ең негізгі компонент, сол себептен авиақұрастыруда және космостық техникада қолданылады.

Тантал негізінде, ниобий, никель, цирконий, кобальт, мыс, алюминий, магний және т. б металдар негізінде ванадий қосындыланған қорытпалар алынған. Ванадий күкірт қышқылды өндірістерде катализатор ретінде қолданылады.

АҚШ пен Ресейдегі ванадийдің қолдану құрылымы (%) : әр түрлі ентаңбалы болаттар - 85; қорытпалар (негізгі Т ₁₆ Аl _н V) - 10: химиялық өндіріс - 5, кейбір болаттарда ванадий ниобиймен вольфромды жақсы алмастырады.

3. Ванадий шикізатының негізгі минералдары.

Табиғатта ванадий минералдарының көптеген түрлері белгілі және олардың саны жылдан жылға көбейіп келеді.

Олардың көбі [VО ₄ ] группасы құрамында бар және оларды табиғи ванадаттар деп аталады. Сонымен қатар кейбір ванадий минералдары оксидтерге, силикаттарға және сульфиттерге жатады. Көптеген минералдардың ішінде кейбіреуі ғана атаулары бар. Мысалы: корвусит, ванадит, карнотит, тюямунит, деклаузит, раскоэлит, патронит, мотрамит, сонымен қатар ванадийлі титаномагнит. (2 кесте)

Минералды ванадий шикізатының химиялық және физикалық қасиеті

Минерал

Ванадидің құрамы, %

Сингония

Сыртқы келбеті

Түсі

Жылтырлығы

Сынығы

Қосылықтығы

Қаттылығы, тығыздығы

Ерігіштігі

Пайда болу жерлері

Минерал: Патронит VS ₄

Ванадидің құрамы, %: 28, 43V-70 дейін

Сингония: Аморфты

Сыртқы келбеті: Массивті

Түсі: Жасылтым-қара

Жылтырлығы: Металл түсті

Сынығы: Қаяулы

Қосылықтығы: Жоқ

Қаттылығы, тығыздығы:

Ерігіштігі: HNО ₃ және Hll әсер етпейді

Пайда болу жерлері: Битумды тұнба тәріздес пайда болу. Минас Рагра (Перу)

Минерал:

Корвусит

V ₂ O ₄ · V ₂ O · nH ₂ O

Ванадидің құрамы, %: 10, 26-ға дейін V ₂ O ₄

Сингония: Жасырын кристалды

Сыртқы келбеті: Массивті, кристалдары жіңіщке талшықты қабыршақты.

Түсі: Қара

Жылтырлығы: Мәлімент жоқ

Сынығы: Жоқ

Қосылықтығы: Жоқ

Қаттылығы, тығыздығы:

Ерігіштігі: Қышқылдарда ериді

Пайда болу жерлері: Тотығу аймағы тұнбалы жерлерде

Минерал: Ванадит Pb ₅ Cl (VO ₄ ) 5

Ванадидің құрамы, %: 10, 98, 10, 49 V ₂ O ₅

Сингония: Гексогальды

Сыртқы келбеті: Кристалды қабыршықты

Түсі: Сары, сарығыштан-қоңырға дейін

Жылтырлығы: Алмазды майлы

Сынығы: Түсу емес

Қосылықтығы: Жоқ

Қаттылығы, тығыздығы:

Ерігіштігі: HNO ₃ және HCl да жеңілдерді

Пайда болу жерлері: Тотығу аймағы Абенаб (Намибия) . Брокмен Хилл (Замбия)

Минерал: Деклаузит Pb(Zn, Cu) · (VO ₄ ) (OH)

Ванадидің құрамы, %:

16, 26-23, 05

V ₂ O ₅

Сингония: Ромбалы

Сыртқы келбеті: Талшықты және түйіршікті агрегатты

Түсі: Қоыр қызғылт қара

Жылтырлығы: Шыны тәрізді

Сынығы: Қаяулы

Қосылықтығы: Нашар және жоқ

Қаттылығы, тығыздығы:

Ерігіштігі: HNO ₃ ерітіндісінде ериді.

Пайда болу жерлері: Сондай

Минерал: Тюямунит

Ванадидің құрамы, %: 17, 50-19, 08 V ₂ O ₅

Сингония: Ромбалы

Сыртқы келбеті: Ұшақ тәріздес масса

Түсі: Қоңыр сары

Жылтырлығы: Шыны тәріздес күкірт

Сынығы: Сондай

Қосылықтығы: Сондай

Қаттылығы, тығыздығы:

Ерігіштігі: Суда нашар ериді

Пайда болу жерлері: США, Орта Азия.

Минерал: Роскоэлит kV ₂ [AlSi ₃ O ₁₀ ] · · (OH, F) ₂

Ванадидің құрамы, %: 7, 78-28, 8 V ₂ O ₃

Сингония: Монокменді

Сыртқы келбеті: Қабыршақты

Түсі: Жасыл сұрдан қараға дейін

Жылтырлығы: Сибд тәрізді

Сынығы: Мән жоқ

Қосылықтығы: Сондай

Қаттылығы, тығыздығы:

Ерігіштігі: Қышқылдарда ерімейді

Пайда болу жерлері: Құмды аймақтарда (США) слюдиттерде (Карелия)

Минерал: Титамагнитет (Fe, Ti) ·Fe ₂ O ₄

Ванадидің құрамы, %: 0, 15-1, 5 V ₂ O ₅

Сингония: Куб тәріздес

Сыртқы келбеті: Ұсақ түйіршікті массивті сирагет

Түсі: Болат түсті қара

Жылтырлығы: Күңгірттен метал түстіге дейін

Сынығы: Түзу емес

Қосылықтығы: Жоқ

Қаттылығы, тығыздығы:

Ерігіштігі: Ұнтақ түрінде HCl - да ериді

Пайда болу жерлері: Гусевское (РФ) Бушвельдский комплекс (ЮАР)

4. (8) . Шикізатты өндірісте өндіру және оның қасиетін тексеру.

Титаномагнитті рудаларды байыту өндірісі магнитті технологиялық сүлбе ретінде жүзеге асырылады, соның бірі 1-сурет көрсетілген.

Ванадийді титаномагнитті акотиштардан және алломераттардан алу. Титомагнитті кесектерден ванадийдің бөліп алу екі тәсілімен жүргізіледі: гидрометалургиялық және металлургиялық.

1-сурет Титаномагнитті рудаларды байытудың сүлбесі

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.