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.
Do'stlaringiz bilan baham: |