Ferovanad - Ferrovanadium
 | tento článek potřebuje další citace pro ověření. (Březen 2018) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
| Jména | |
|---|---|
| Název IUPAC železo; vanad | |
| Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
| Informační karta ECHA | 100.107.726  |
| Číslo ES |
|
PubChem CID | |
| |
| |
| Vlastnosti | |
| FeV | |
| Molární hmotnost | 106 786 g / mol |
| Vzhled | šedá nebo stříbrná polokovová krystalická pevná látka [1] |
| Hustota | Liší se podle složení |
| Bod tání | 1,480[1] ° C (1700 ° F; 1750 K) |
| Nerozpustný ve vodě [1] | |
| Termochemie | |
Tepelná kapacita (C) | 0 J / mol K. |
Std molární entropie (S | 0 J / mol K. |
Std entalpie of formace (ΔFH⦵298) | 0 kJ / mol |
| Nebezpečí | |
| Piktogramy GHS |   |
| Signální slovo GHS | Varování |
| H320, H335, H373 | |
| P260, P261, P264, P271, P304 + 340, P305 + 351 + 338, P312, P314, P337 + 313, P403 + 233, P405, P501 | |
| NFPA 704 (ohnivý diamant) | |
| Bod vzplanutí | Nehořlavý, ale prach může být výbušný |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
 (co je   ?) | |
| Reference Infoboxu | |
Ferovanad (FeV) je slitina vytvořená spojením žehlička a vanadium s rozsahem obsahu vanadu 35–85%. Výsledkem výroby této slitiny je šedavě stříbrná krystalická pevná látka, kterou lze rozdrtit na prášek zvaný „ferrovanadový prach“.[2]Ferrovanadium je univerzální tužidlo, zesilovač a antikorozní přísada pro oceli jako vysokopevnostní nízkolegovaná ocel, nástrojové oceli, jakož i další výrobky na bázi železa. Má významné výhody oproti železu i vanadu jednotlivě. Ferrovanad se používá jako přísada ke zlepšení kvality slitin železa. Jedním z takových použití je zlepšení koroze odpor vůči zásaditý činidla a také sírová a kyseliny chlorovodíkové. Používá se také ke zlepšení pevnost v tahu k hmotnosti materiálu. Jednou z aplikací těchto ocelí je chemický průmysl pro vysokotlaké vysokovýkonné systémy pro manipulaci s tekutinami, které se zabývají průmyslovou výrobou kyseliny sírové. Běžně se také používá pro ruční nářadí, např. klíče (klíče), šroubováky, západky, atd.
Složení
Obsah vanadu ve ferovanadu se pohybuje od 35% do 85%. FeV80 (80% vanad) je nejběžnější ferrovanadové složení.[3] Kromě železa a vanadu se ve ferrovanadu nachází malé množství křemíku, hliníku, uhlíku, síry, fosforu, arsenu, mědi a manganu. Nečistoty mohou tvořit až 11% hmotnostních slitiny. Koncentrace těchto nečistot určují stupeň ferrovanadu.[4]
| Elementární složení (maximální% hmotnosti)[4] | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Stupeň ferovanadu | PROTI | Si | Al | C | S | P | Tak jako | Cu | Mn | ||
| FeV75C0.1 | 70-85 | 0.8 | 2.0 | 0.1 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.1 | 0.4 | ||
| FeV75C0.15 | 70-85 | 1.0 | 2.5 | 0.15 | 0.1 | 0.1 | 0.05 | 0.1 | 0.6 | ||
| FeV50C0.4 | 48-60 | 1.8 | 0.2 | 0.4 | 0.02 | 0.07 | 0.01 | 0.2 | 2.7 | ||
| FeV50C0.5 | 48-60 | 2.0 | 0.3 | 0.5 | 0.02 | 0.07 | 0.01 | 0.2 | 4.0 | ||
| FeV50C0.6 | 48-60 | 2.0 | 0.3 | 0.6 | 0.03 | 0.07 | 0.02 | 0.2 | 5.0 | ||
| FeV50C0.3 | > 50 | 2.0 | 2.5 | 0.3 | 0.1 | 0.1 | 0.05 | 0.2 | 0.2 | ||
| FeV50C0,75 | > 50 | 2.0 | 2.5 | 0.75 | 0.1 | 0.1 | 0.05 | 0.2 | 0.2 | ||
| FeV40C0.5 | 35-48 | 2.0 | 0.5 | 0.5 | 0.05 | 0.08 | 0.03 | 0.2 | 2.0 | ||
| FeV40C0,75 | 35-48 | 2.0 | 0.5 | 0.75 | 0.05 | 0.08 | 0.03 | 0.4 | 4.0 | ||
| FeV40C1 | 35-48 | 2.0 | 0.5 | 1.0 | 0.05 | 0.1 | 0.03 | 0.4 | 6.0 | ||
Syntéza
Osmdesát pět procent veškerého vanadu extrahovaného ze Země se používá k výrobě slitin, jako je ferrovanad.[3] Existují dva běžné způsoby výroby ferrovanadu: redukce křemíku a redukce hliníku.
Redukce křemíkem
Oxid vanaditý (V.2Ó5), ferosilikon (FeSi75), vápno (CaO) a struska (odpad obsahující recyklovaný vanad) a jsou kombinovány v elektrické obloukové peci zahřáté na 1850 ° C.[3][5] Křemík ve ferosilici redukuje vanad ve V2Ó5 na kov vanadu. Vanad poté interaguje se železem za vzniku ferrovanadu.[5] Přebytek vápna a V2Ó5 jsou přidány, aby se spotřeboval křemík a rafinoval kov. Tento proces produkuje koncentrace vanadu mezi třiceti pěti a šedesáti procenty.[4]
2 V2Ó5 + 5 (Fey / 5Si)slitina + 10 CaO → 4 (Fey / 4PROTI)slitina + 5 Ca2SiO4 [5]
Redukce hliníkem
Železo, V2Ó5, hliník a vápno jsou kombinovány v elektrické obloukové peci. Stejně jako křemík, i hliník redukuje vanad ve V2Ó5 na kov vanadu. Kov vanadu se rozpouští v železo a tvoří ferrovanadovou slitinu.[6] Výsledný ferovanad má koncentraci vanadu mezi sedmdesáti a osmdesáti pěti procenty.[4]
3 V2Ó5 + 10 Al → 6 V + 5 Al2Ó3 [5]
PROTIX + Fe1 − x → (Fe1 − xPROTIX)slitina
Toxikologie
Ferrovanadový prach je mírné dráždidlo, které působí na oči při dotyku kontaminovanou kůží a při vdechování dýchacích cest. Prach způsoboval u zvířat vystavených vysoké koncentraci (1 000–2 000 mg / m) chronickou bronchitidu a pneumonitidu3) v intervalech po dobu dvou měsíců. U lidí však nebyly pozorovány žádné takové dlouhodobé účinky.[2]
Expozice na pracovišti
Americká konference vládních průmyslových hygieniků (ACGIH) uvádí, že zaměstnanec, který pracuje osm hodin denně, pět dní v týdnu, může být na pracovišti vystaven působení ferovanadového prachu v koncentracích až 1,0 mg / m3 bez nežádoucích účinků.[7] Krátkodobé expozice by měly být udržovány pod 3,0 mg / m3.[2] Doporučuje se, aby osoby pracující s vysokými koncentracemi ferovanadového prachu používaly respirátor, aby se zabránilo vdechování a podráždění dýchacích cest.[1]
Ocel
Nejběžnější použití ferrovanadu je při výrobě oceli. V roce 2017 měla 94% domácí spotřeby vanadu výroba železa a ocelových slitin.[8] Ferrovanad a další slitiny vanadu se používají v uhlíkové oceli, legované oceli s vysokou pevností v oceli a oceli HSLA (High Strength Low Alloy).[9] Z těchto ocelí se pak vyrábějí automobilové díly, trubky, nástroje a další.[6]
Přídavek ferovanadu zpevňuje ocel a zvyšuje její odolnost vůči teplotě a kroucení.[2] Toto zvýšení pevnosti je výsledkem tvorby karbidů vanadu, které mají tuhou krystalovou strukturu a jemnější zrnitost, která snižuje tažnost oceli.[10] Kromě přidání do složení oceli může být ferrovanad použit také jako povlak na oceli. Když je potažen nitrovaným ferovanadem, zvyšuje se odolnost oceli proti oděru o 30-50%.[11]
Trh
V letech 2013 až 2017 dovezly USA 13 510 tun ferrovanadu, z nichž většina pocházela z Česka, Rakouska, Kanady a Korejské republiky.[8] Cena ferovanadu dramaticky kolísala od roku 1996 a v roce 2008 dosáhla historického maxima na 76041,61 USD / t FeV80.[12] V posledních letech opět došlo k nárůstu cen, protože ekologické normy uzavřely některé z výrobců vanadu v Číně. Tyto odstávky, stejně jako uzavření jihoafrického dolu na vanad, způsobily nedostatek vanadu, což přimělo továrny na ferrovanad ke snížení produkce ferrovanadu, snížení jeho nabídky a zvýšení ceny.[8]
Viz také
Reference
- ^ A b C d Národní centrum pro biotechnologické informace. Složená databáze PubChem; CID = 14928220, https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/14928220 (přístup 23. března 2018).
- ^ A b C d Hathaway, G. J .; Proctor, N. H. Proctor a Hughes chemická nebezpečí na pracovišti; Wiley-Interscience: Hoboken, 2004.
- ^ A b C Swinbourne, D. R .; Richardson, T .; Cabalteja, F. Porozumění tavení ferovanadu výpočtovým termodynamickým modelováním. Zpracování nerostů a těžební metalurgie 2016, 125 (1), 45–55.
- ^ A b C d Gasik, M. Příručka feroslitin: Teorie a technologie; Butterworth-Heinemann Ltd: s.l., 2013.
- ^ A b C d Vermaak, M. K. G. Výtěžek vanadu v elektro-aluminotermické výrobě ferrovanadu. práce, 2000
- ^ A b Sutulov, A .; Wang, C. T. Zpracování vanadu https://www.britannica.com/technology/vanadium-processing#ref82021 (přístup 22. března 2018).
- ^ Barceloux, D. G. Vanadium. Journal of Toxicology: Clinical Toxicology 1999, 37 (2), 265–278.
- ^ A b C Americký geologický průzkum; Vanadium. Souhrny minerálních komodit za rok 2018: US Geological Survey 2018, 180-181.
- ^ Tian, P .; Zhong, Z .; Bai, R .; Zhang, X .; Gao, H. Aplikace různých slitin vanadu v oceli. Sborník mezinárodní konference o počítačových informačních systémech a průmyslových aplikacích 2015, 861-864.
- ^ Britannica, T. E. of E. Vanadium https://www.britannica.com/science/vanadium (přístup 22. března 2018).
- ^ Ivanova, E. A .; Narkevich, N. A. .. Povlaky disperzně kalené nitridovaným ferovanadem a aplikované metodou elektronového paprsku. Ocel v překladu 2008, 38 (10), 820–823.
- ^ Bumbac, C. Journal of Global Economics 2011, 3 (3), 30–41.