وانادیوم و کاربرد آن در صنعت فولاد
در سال ۱۸۰۱، دل ریو (Del Rio) وانادیوم (V) را کشف کرد. اگر چه یک شیمیدان فرانسوی کشف او را به این دلیل که او کروم ناخالص یافته است رد کرد. دل ریو نیز این مساله را پذیرفت. در سال 1830 Sefstrom مجددا این عنصر را کشف کرد و آن را به نام یکی از خدایان اسکاندیناوی، وانادیس (Vanadis) به دلیل ظاهر جذاب و چند رنگش وانادیوم نامید.
تصور شماره 1 - وانادیوم
در سال 1867، روسکو (Roscoe) کلریدهای موجود در وانادیوم را به کمک هیدورژن کاهش داد و نخستین نمونه ی وانادیوم را به دست آورد. اما 60 سال دیگر زمان لازم بود تا وانادیوم با خلوص بالاتر از 99.3 تا 99.8 درصد تولید شود.
آنچه در این مقاله مطالعه خواهید کرد:
- فراوانی وانادیوم
- ایزوتوپ هی وانادیوم
- تولید وانادیوم
- جنبه های سلامتی وانادیوم
- ویژگی های کلیدی وانادیوم
- کاربرد وانادیوم در صنعت
فراوانی وانادیوم
وانادیوم تقریبا در 54 سنگ معدنی مختلف مانند سنگ های فسفات، سنگ آهن، نفت خام و شهاب سنگ ها یافت می شود. برخی از انواع مهم کانی ها که در آن وانادیوم یافت می شود عبارتند از کارنوتیت (Carnotite)، روسکولیت (Roscolite)، وانادینیت (Vanadinite) و پاترونیت (Patronite).
ایزوتوپ های وانادیوم
وانادیوم طبیعی شامل دو ایزوتوپ است. V51 که تا 99.74 درصد از وانادیوم موجود را تشکیل می دهد و ما بقی نیز V50 می باشد. هر چند برخی از ایزوتوپ های دیگر هم شناسایی شده اند. V50 به میزان بسیار کم نیز رادیواکتیو با طول عمر 6 x 10^15 سال است.
تولید وانادیوم
به صورت تجاری وانادیوم با کاهش تری کلرید وانادیوم با فلز منگنز یا ترکیبی از منگنز و سدیم یا با کاهش کلسیم V2O5 در مخازن تحت فشار تولید می شود.
جنبه های سلامتی وانادیوم
وانادیوم سمی ست و لازم است در زمان کار با وانادیوم یا ترکیبات آن مراقبت های لازم به عمل آید.
ویژگی های کلیدی وانادیوم
وانادیوم خالص ویژگی های زیر را دارد:
- سفید روشن
- نرم
- چکش خوار
- استحکام ساختاری خوبی دارد.
- مقاوم به خوردگی خوب در برابر قلیاها، اسید سولفوریک، هیدروکلریک اسید و آب دریا.
- در دماهای بالاتر از 660 درجه سانتیگراد اکسید می شود.
بیشتر بخوانید: اثر عناصر آلیاژی بر ویژگی های فولاد
کاربرد وانادیوم در صنعت
مهمترین کاربرد وانادیوم در ساخت فولاد است. تقریبا 80 درصد از وانادیوم به فرووانادیوم تبدیل شده و در صنعت تولید فولاد به کار برده می شود. از وانادیوم برای ساخت فولادهایی مقاوم به زنگ زدگی، فنر و فولادهای ابزار سرعت بالا استفاده می شود. همچنین وانادیوم برای پایدار سازی کاربیدها در فولاد کاربرد دارد.
از فویل وانادیوم نیز برای اتصال تیتانیوم به فولاد استفاده می شود.
از ترکیبات وانادیوم در برخی از کاربردهای دیگر مانند موارد زیر نیز استفاده می شود.
- پنتوکساید وانادیوم به عنوان کاتالیستدر صنعت سرامیک
- برای ساخت سیاه آنیلینی
- در صنعت چاپ پارچه
تصویر شماره ۲ - استفاده از فولاد وانادیوم در ساخت ابزار