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钒的用途及应用领域

鏃ユ湡;2019-07-06  鏉ユ簮锛毼粗  浣滆咃細admin

  钒是一种高熔点难熔稀有金属,其主要产品形式有:五氧化二钒、三氧化二钒、钒铁、氮化钒等。其中,五氧化二钒和三氧化二钒是实际生产中最主要的氧化钒,他们是制取诸如钒铁、氮化钒和碳化钒等后续钒制品的主要原料。

  钒的产品分为初级产品、二级产品和三级产品。初级产品包括含钒矿物,精矿、钒渣、报废的石油精炼的废催化剂,报废的触媒和其他残渣。二级产品包括五氧化二钒,也可以是一种可用的工业产品,即生产硫酸的触媒和石油精炼用的催化剂。三级产品包括钒铁、钒铝合金、钼钒铝合金、钒铁合金及钒化合物,其中钒铁是最重要的钒材料,它占钒消费量的85%。

  五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业,主要用于冶炼钒铁。用作合金添加剂,占五氧化二钒总消耗量的80%以上,五氧化二钒每年的消耗量大约在400吨左右,高纯度五氧化二钒每年需要量估计在100 吨左右。

  钒铁是钒和铁组成的铁合金,主要在炼钢中用作合金添加剂,高钒钒铁还用作有色合金的添加剂。常用的钒铁有含钒40%、60%和80%三种。钒铁是钢铁工业重要的合金添加剂。目前各种含钒钢的应用范围越来越广。

  钒钛等合金用于生产航空合金材料(棒材和板材)系列产品,每年消耗的钒在50吨左右。钒氮合金是一种新型合金添加剂,可以替代钒铁用于微合金化钢的生产。氮化钒添加于钢中能提高钢的强度、韧性、延展性及抗热疲劳性等综合机械性能,并使钢具有良好的可焊性。

  钒是一种重要的合金元素,主要用于钢铁工业。含钒钢具有强度高,韧性大,耐磨性好等优良特性,因而广泛应用于机械、汽车、造船、铁路、航空、桥梁、电子技术、国防工业等行业,其用量约占钒消耗量的85%,钢铁行业的用量在钒的用途中占最大比重。钢铁行业的需求直接影响到钒市场行情。大约有10%的钒用于生产航天工业所需的钛合金。钒在钛合金中可以作为稳定剂和强化剂,使钛合金具有很好的延展性和可塑性。此外,钒在化学工业中主要作为催化剂和着色剂。钒还被用于生产可充电氢蓄电池或钒氧化还原蓄电池。

  85%左右的金属钒是以钒铁和钒氮合金的形式被添加于钢铁生产中,以提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性。含钒的高强度合金钢广泛应用于输油/气管道、建筑、桥梁、钢轨等生产建设中。含钒高强度合金钢主要有:高强度低合金(HSLA)钢(综合);HSLA钢板;HSLA型钢;HSLA带钢;先进高强度带钢;建筑用螺纹钢筋;高碳钢线材;钢轨;工具和模具钢等。

  8-10%的金属钒以钛-铝-钒合金的形式被用于飞机发动机、宇航船舱骨架、导弹、蒸汽轮机叶片、火箭发动机壳等方面。此外钒合金还应用于磁性材料、硬质合金、超导材料及核反应堆材料等领域。

  在化工领域,钒主要用作制造硫酸和硫化橡胶的催化剂,也用于抑制发电厂中产生氧化亚氮。其它化工钒制品则主要用于催化剂、陶瓷着色剂、显影剂、干燥剂等。

  全钒液流电池(Vanadium redox battery,RVB)是一种新型清洁能源存储装置,其研究始于20世纪80年代的澳大利亚新南威尔士大学。在美国、日本、澳大利亚等国家有应用验证,与其它化学电源相比,钒电池具有功率大、容量大、效率高、 寿命长、响应速度快、可瞬间充电、安全性高和成本低等明显的优越性,被认为是太阳能、风能发电装置配套储能设备、电动汽车供电、应急电源系统、电站储能调峰、再生能源并网发电、城市电网储能、远程供电、UPS系统等领域的优先选择。

  全钒液流电池是一种新型储能和高效转化装置,将不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质,分别储存在各自的电解液储罐中,通过外接泵把电解液泵入电池堆体内,使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动,采用离子交换膜作为电池组的隔膜,电解质溶液平行流过电极表面并发生电化学反应,通过双电极板收集和传导电流,使存储在溶液中的化学能转化为电能。这个可逆的反应过程使钒电池可顺利完成充电、放电和再充电。钒电池工作原理:

  铝的储量非常丰富,同时具有较多优良性能,这也就决定了铝在工业和生活中应用广泛

  锗是重要的半导体材料,在半导体、航空航天测控等领域都有广泛而重要的应用

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