Современная металлургическая промышленность производит почти все известные металлы

4. ВЫПЛАВКА ФЕРРОВАНАДИЯ

(3.13) (3.14)

Феррованадий получают из технического V ₂О₅, феррованадата или ванадата кальция в электропечи силикотермическим или внепечным (алюминотермическим) способом:
2V₂О₅+5Si = 5SiO₂+4V; 3V₂О₅+10А1 = 5А1₂О₃+6V.
При электропечной выплавке феррованадия в печь вводят железный лом, V₂О₅ в виде плавленых кусков (или ванадат кальция в форме брикетов), дробленый ферросилиций (65-76 % 81), а также известь для шлакования образующейся кремнекислоты. Получаемый феррованадий содержит 45-80 %V.
По алюминотермическому методу V₂О₅ (или феррованадат) в смеси с 30-40 % (по массе) оксида железа, алюминиевой пудрой (расход 0,7-0,9 кг на 1 кг феррованадия), известью и плавиковым шпатом (флюс) помещают в изложницы и поджи­гают с помощью термита (например, железоалюминиевого, представляющего собой смесь Fе₃О₄ и порошка А1). Запалива­ют вольтовой дугой. Реакция протекает без внешнего на­грева. По обоим методам извлечение ванадия в феррованадий 95%.
В технологии ванадия следует учитывать ядовитость пыли V₂О₅, ванадатов кальция и натрия. Острое отравление рабо­чих может возникать при концентрациях пыли от 0,01 мг/л и выше. У рабочих, страдающих хронической интоксикацией, часты такие заболевания, как катар верхних дыхательных путей, грипп, пневмония, гипертония, гастрит, экземы. В целях предупреждения интоксикации необходимо герметизиро­вать пылящее оборудование, механизировать и герметизиро­вать транспорт для пылящих продуктов, создать рациональ­ный режим плавки V₂О₅ в печах. Предельно допустимая кон­центрация V₂О₅ в воздухе 0,0001 мг/л.


Глава 4. ТИТАН И ЦИРКОНИЙ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Элемент титан открыт в 1791 г. английским любителем-минералогом Грегором. в титанистом железняке — менакените и был им назван менакеном. В 1795 г немецкий химик Клапрот открыл в минерале рутиле новый элемент, названный титаном. Несколько лет спустя была доказана идентичность менакена и титана. До 1849 г. за металлический титан принимали металлоподобный карбонитрид титана, найденный в шлаках доменных печей. Металлический титан был получей лишь спустя 120 лет после открытия, в 1910 г., американским химиком Хантером восстановлением тетрахлорида титана натрием.
Элемент цирконий открыт почти одновременно с титаном - в 1789 г. Клапротом, который получил диоксид циркония из минерала циркона. Чистый ковкий цирконий был получен лишь в 1925 г. (спустя 136 лет после открытия элемен­та) термической диссоциацией иодида циркония по методу Ван-Аркеля и де Бура.
Химический аналог циркония - гафний, всегда содержащийся в его минера­лах, был открыт в 1923 г. венгром Хевеши и голландцем Костером на основании теоретических предсказаний Бора.
Применение титана и циркония в виде их химических соединений и присадок в сплавах началось в первые десятилетия XX в. Промышленное производство ковких титана и циркония возникло в начале 50-х годов в связи с потребнос­тями в новых конструкционных материалах для реактивной авиации, ракетной техники и атомной энергетики.
Свойства титана и циркония
Титан и цирконий - элементы IV побочной группы периодической системы. По внешнему виду они напоминают сталь. Чистые металлы ковки и хорошо поддаются механической обработке давлением.
Некоторые физико-механические свойства титана, циркония (а также аналога циркония - гафния) приведены ниже:

Физические и особенно механические свойства титана и циркония сильно за­висят от чистоты металлов. Характерное свойство металлов - способность растворять кислород, водород, азот и углерод. Примеси этих элементов делают титан и цирконий хрупкими.
На воздухе металлы устойчивы. При нагревании до 400—600 "С они покрыва­ются оксидной пленкой, затрудняющей дальнейшее окисление. При более высокой температуре одновременно с увеличением скорости окисления наблюдается рас­творение кислорода, что сильно понижает пластичность металлов.
По антикоррозионной стойкости цирконий и гафний превосходят титан и приближаются к танталу и ниобию. При температурах до 100°С они не корродируют в соляной и азотной кислотах любой концентрации и серной кислоте концентрации до 50 %. Металлы устойчивы на холоду в царской водке, растворяются при нагревании в плавиковой и концентрированно серной кислотах. Оба металла не корродируют в растворах щелочей при температуре кипения.