Современная металлургическая промышленность производит почти все известные металлы

Ионный радиус Э+⁵, нм 0,04

Изотопы (природные)
Плотность (при 20 С), г/см³ ....
Температура плавления, С
Температура кипения, С

47;48;49;50;51;52

6,11

1900±25

3350

Ванадий кристаллизуется в кубической объемноцентрированной кристалличес­кой решетке с периодом а = 0,30282 нм.
В виде порошка ванадий имеет серый цвет, в компактном виде - стальной серый. Чистый металл, не содержащий нитрида и карбида, пластичен. Его можно легко протягивать в проволоку и при обычной температуре прокатывать в листы и тонкую фольгу. Металл, содержащий нитриды или карбиды, тверд и хрупок.


Области применения
В качестве легирующих добавок ванадий стали применять металлургии еще в конце прошлого столетия.
Возможность использования самого металла и сплавов на его основе появилась совсем недавно — после освоения про­изводства чистого металла. Значительную часть ванадия ис­пользуют в виде оксидов, солей и других соединений.
Черная металлургия. Около 90 % ванадия используют для легирования сталей и чугунов. В специальных сортах сталей ванадий способствует образованию тонкой и равномерной структуры, делает сталь более плотной, повышает вязкость, предел упругости, временное сопротивление, предел прочно­сти при изгибе, расширяет интервал закалочных температур. Карбиды ванадия повышают твердость стали, увеличивают со­противление истиранию и ударным нагрузкам. Ванадий - важ­ная добавка в инструментальной (до 2 %) и конструкционной (до 0,2 %) сталях, сталях для газопроводов высокого дав­ления. Развитие тяжелого и транспортного машиностроения "обязано" ванадиевомарганцевой стали, отличающейся боль­шим сопротивлением удару и усталости. Ванадий используют для легирования сталей в комбинации с хромом, никелем, молибденом, вольфрамом. Ванадием легируют также чугун. В машиностроении применяют чугунное литье с присадкой 0,1-0,35 % V для изготовления паровых цилиндров, поршневых колец и золотников паровых машин, прокатных валков, мат­риц для холодной штамповки. Он - компонент сплавов для постоянных магнитов. Вводят ванадий в сталь в виде ферро­ванадия - сплава железа с 35-80 % V.
Цветная металлургия. Ванадий применяют для производст­ва сплавов на железной основе (меднованадиевые сплавы и ванадиевые бронзы). Из сплава Ti-4%,Al-4%.V изгото­вляют элементы авиационных реактивных двигателей, ракет. Аналогичное применение находят сплавы Тi - 13 % V -11 % Сг - 3 % А1 и Ti - 6 % А1 - 4 % V. Ванадий применяют как материал для оболочек ядерных реакторов и покрытия топ­ливных элементов, производства сверхпроводящих сплавов.
Химическая промышленность. Оксид ванадия V₂О₅ имеет большое значение как активный катализатор при синтезе ор­ганических веществ (ацетальдегида и уксусной кислоты, бензальдегида и бензойной кислоты), при контактном способе производства серной кислоты. VОС1₃ - катализатор в производстве некоторых каучуков и других полимеров.
Химические соединения ванадия. Ванадаты элементов
1-111 групп используют для получения люминофоров с белым
свечением и со свечением в любом диапазоне видимого света, для применения в ртутных лампах высокого и низкого
давления, для цветных и обычных кинескопов. Описаны лазеры на основе ортованадатов иттрия, лантана, гадолиния
лютеция. В сельском хозяйстве растворимые соли мышьяковистованадиевой кислоты используют в качестве фунгисидов и инсектисидов. Текстильная промышленность применяет ванадаты в качестве протрав при крашении хлопчатобумажных тканей. В медицине применение ванадия основано на окислительных и антисептических свойствах его соединений. Соединения ванадия широко используют в стекольной и керамической промышленности благодаря их разнообразной окраске, а также в фотографии и кинематографии в качестве проявителей, сенсибилизаторов и красителей фотопленки и отпечатков.
Основные производители ванадия и его соединений в капиталистическом мире - ЮАР, США, Финляндия и Чили.
Большая часть ванадия (~83 %) расходуется в виде феррованадия и нового ванадиевого сплава (83-86 % V, 10-13 % С, 1-3 % Fе). Новый сплав, получивший название "Карван", по свойствам не уступает феррованадию, а стоимость его значительно ниже. Около 3 % ванадия расходуется в виде оксида ванадия (V), 3% - в виде метаванадата аммония NН₄VО₃.
Минералы, руды и месторождения
Массовое содержание ванадия в земной коре (0,02 %) превышает содержание меди, цинка или свинца. Однако са­мостоятельные промышленные месторождения встречаются ред­ко - он рассеян в различных минералах и горных породах. Характерная особенность промышленных ванадиевых руд - Комплексность. Из собственно ванадиевых минералов (всего их известно более 50) наибольшее значение имеют сле­дующие.
Роскоэлит КV₂[А1Si₃О₁₀](ОН)₂ - ванадийсодержащий мус­ковит (32,4 % V₂О₃). Руда представляет собой песчаник, сцементированный роскоэлитом. Содержание У₂О₃ в рудах до­стигает 3-5 %. Месторождения известны в Западной Австра­лии, США и СССР.
Роскоэлитовая руда Центрального Казахстана характери­зуется тесным переплетением рудных минералов с глинистыми и углисто-органическими веществами. Содержание V₂О₃ в не­обогащенной руде 0,06-0,10 %.
Патронит V₂S₅*xS - очень редкий минерал. Известно лишь одно крупное месторождение в Перуанских Андах. Содержит 19-25% V₂О₅. Ассоциирован с гипсом, куискуитом.
Ванадинит РЬ₅(VО₄)₃С1. Встречается в зоне окисления свинцово-цинковых сульфидных месторождений. Содержит 19,40% V₂О₅. Крупнейшие месторождения находятся в Юго-Западной Африке.
Карнотит К₂(UO₂)₂[VО₄]₂ • ЗН₂О содержит 19,80% V₂О₅. Распространен в зоне выветривания осадочных пород, глав­ным образом песчаников, обогащенных органическими остат­ками.
Магнетиты и титаномагнетитовые руды. Ванадий в них изоморфно замещает железо (радиусы ионов V³⁺ и Fе³⁺ соот­ветственно 0,065 и 0,067 нм). Содержание ванадия (в пере­счете на V₂О₅) в титаномагнетитах различных месторождений колеблется от 0,2 до 1,8%, титана - от 10 до 20% ТiО₂.
Крупные месторождения титаномагнетитов найдены также в США, Финляндии, КНР, Индии.
Бокситы часто содержат ванадий. Некоторые алюминиевые заводы предусматривают попутное получение ванадиевых концентратов.
Железофосфорисгые руды многих месторождений содержат до 0,1 V₂О₅. В рудах этого типа ванадий, по всей вероятности изоморфно замещает фосфор.
Ванадийсодержащие горючие полезные ископаемые. Ванадий концентрируется в асфальтитах (в патроните до 25% V₂О_5,,битумах, нефти, горючих сланцах.
Обогащение ванадинитовых руд включает дробление, пoмол, выделение концентратов гравитационным способом и иx флотацию. Титаномагнетиты легко обогащаются магнитной сепарацией, за исключением случаев, когда зерна ильменита и магнетита мелки и взаимно прорастают. При магнитной сепарации магнетит [FеО • (Fе, V)₂О₃] отходит в магнитную, а ильменит FеО-TiO₂ - немагнитную фракцию.