VANAD (Vanadium) 23VII,III,IV,V

 

VLASTNOSTI VANADU

 

            Vanad - V - je kov světle šedé ocelové barvy, s teplotou tavení 1 726°C a teplotou varu asi 3 000 °C, atomové hmotnosti 50,942, měrné hmotnosti 6,11 g/cm3. Mechanické vlastnosti vanadu závisí na jeho čistotě, hlavně na obsahu uhlíku, kyslíku, dusíku a vodíku, které zvětšují jeho tvrdost a křehkost. Čistý vanad ve vyžíhaném stavu (na 800°C po redukci 90 %) má pevnost 392 až 490 MPa, tvrdost podle Vickerse 150 HV. Je měkký, tvárný, dobře deformovatelný i za studena i bez mezižíhání (až 90 %). Je stálý v kyselině solné a sírové a odolný proti mořské vodě a roztokům solí.

 

POUŽITí VANADU A JEHO SLITINY

 

            Největší část vanadu se spotřebuje k legování ocelí a litin. Přídavkem 0,15 až 0,25 % V do oceli se značně zvětšuje její pevnost, pružnost, mez únavy, mez tečení i odolnost proti opotřebení. Proto se vanad přidává do nástrojových, rychlořezných ocelí, do ocelí pro práci za tepla, nerezavějících ocelí a ostatních.

            Slitin s 50 % kobaltu, 10 % vanadu a se zbytkem železa se používá na trvalé magnety.

 

RUDY A NALEZiŠTĚ

 

            Vanad se nevyskytuje v podobě čistých minerálů, ale doprovází železo v jeho rudách. Výjimečně obsahují některé železné rudy až 1 % kysličníku vanadičného, většinou se však jeho obsah pohybuje v setinách procenta. Dále je vanad obsažen v komplexních měďnato-olovnato-nikelnatých rudách jako minerál vanadinit a v uranových rudách, při jejichž zpracování se získává vanad jako vedlejší produkt. Zásoby vanadu v rudách se odhadují na 850 000 t.

 

VÝROBA VANADU

 

            Největší část vanadu se dnes získává při zpracování železných rud. Většina v nich obsaženého vanadu přechází do surového železa a pak do ocelářských strusek. Vanad se z nich získává převedením na vanadičnan a na kysličník vanadičný.

            Při zkujňování přechází vanad ze surového železa do strusky. Opakovaným zkujňováním a znovuzpracováním strusek ve vysoké peci lze zvětšit obsah vanadu až na 15 %. Struska se pak mele na velikost zrna 0,1 mm a oxidačně praží při 820 až 870°C s přídavkem alkalických solí. Tím vzniká vanadičnan sodný, který je rozpustný ve vodě.

            Pro zpracování granulované vanadové strusky s přísadou alkálií se začíná používat i fluidizačních pecí, čímž se zvýší výtěžnost vanadu o 5 až 7 %. Intenzita pražení proti pecím troubovým je značně vyšší.

            Kysličník vanadičný se získává z roztoku přidáním kyseliny solné nebo

sírové a vysušením sraženiny; dosahuje se čistoty 92 až 95 % V2O5.

            Kovový vanad se vyrábí z kysličníku vanadičitého redukcí čistým vápníkem při teplotách 900 až 950°C:

 

V2O5 + 5 Ca + 5 CaCl2 = 2 V + 5 CaO . CaCl2

 

            Lze tak vyrobit práškový kov čistoty přes 99,9 %, který se lisuje a přetavuje

ve vakuu.

            Převážná část vanadu se spotřebuje jako ferovanad, který se vyrábí

z kysličníku vanadičného běžné čistoty (35 až 80 %) aluminotermickou redukcí:

 

3 V2O5 + 10 AI = 5 AI2O3 + 6 V

 

            Vanad se získává též ze zbytků po rafinaci ropy. Je to hlavně venezuelská ropa, která se zpracovává v Kanadě, a která obsahuje asi 13.10-3% V. Vznikající úlety obsahují až 12 % V2O5 a zpracovávají se dále vautoklávech.