五酸化バナジウム、化学式 V2O5、バナジウムの最も安定した酸化物であり、元素の参照商業形態です。分子量は 181.88 g/mol で、黄色-オレンジ色から錆びた-色の結晶性固体として見え、フェロバナジウム、バナジウム化学薬品およびバナジウム-ベースの触媒の出発物質です。
物理的特性
| 財産 | 代表値 |
|---|---|
| 化学式 | V2O5 |
| 分子量 | 181.88 g/mol |
| バナジウム含有量 | 約56.0%V |
| 外観 | 黄色-オレンジ色から錆びた-色の結晶固体 |
| 密度 | 約3.35g/cm3 |
| 融点 | 約690度（1274度F） |
| 高温での動作- | 1750度付近で昇華する |
溶解度は酸化物の両性特性に従います。
水に溶けにくい。
硫酸、塩酸、硝酸などの鉱酸に可溶。
水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの強アルカリに容易に溶解し、バナジン酸塩を形成します。
化学的性質と酸化還元挙動
五酸化バナジウム中のバナジウムは、+5 の酸化状態で存在します。この酸化物は両性です。アルカリ溶液中では弱酸として作用してバナジウム酸塩を形成し、酸性溶液中では塩基として作用してバナジウム塩を形成します。強力な酸化剤として、広範囲の酸化還元反応を引き起こし、それ自体が +4、+3、および +2 状態に還元される可能性があります。この酸化還元の柔軟性がその触媒活性の基礎となっており、硫酸との接触プロセスやいくつかの選択的有機酸化において機能する酸化物です。高温での熱分解により酸素が放出され、低級酸化物が残るため、製造中に焼成温度と雰囲気が制御されます。
工業生産および商用グレード
五酸化バナジウムのほとんどは、バナジウム チタノ磁鉄鉱の処理時に生成されるバナジウムを含む製鋼スラグ、またはバナジウム鉱石から回収されます。{0}{1}従来のルートは、炭酸ナトリウムまたは硫酸ナトリウムを使用した塩焙煎、バナジン酸ナトリウム液の水浸出、メタバナジン酸アンモニウムの沈殿、および最終的なVへの焼成です。2O5。 2 つの商業純度バンドが市場を支配しています。
| 学年 | 典型的な V2O5コンテンツ | 主な用途 |
|---|---|---|
| テクニカルグレード | 98%以上 | フェロバナジウムと鋼の合金化 |
| 高純度グレード | 99.5%以上 | 触媒、化学薬品、電解質 |
材料は、裏地付きスチールドラムまたはバルクバッグに入った微粉末、フレーク、または顆粒として供給されます。酸化物は吸湿性があり、粉塵が多いため、包装は製品を乾燥した状態に保ち、炉または反応器に入るまで密閉した状態に保ちます。
鉄鋼、触媒、エネルギー貯蔵における応用
製鋼用フェロバナジウム。五酸化バナジウムは、アルミノサーミカルまたは鉄の存在下で電気炉で還元されてフェロバナジウムを生成します。フェロバナジウムは、GB/T 4139 や ISO 5451 などの規格に基づいて一般的に FeV50 および FeV80 として取引されます。約 0.02-0.15% V で鋼に添加すると、粒径が微細化され、降伏強度を高めるバナジウム炭窒化物析出物が形成されるため、広く使用されています。高強度低合金構造板、パイプライン鋼、鍛造グレード、ばね鋼、工具鋼。
触媒。アルカリ促進剤を用いてシリカ上に担持された五酸化バナジウムは、硫酸プラントで二酸化硫黄を三酸化硫黄に酸化するため、またブタンを無水マレイン酸に酸化する、キシレンを無水物に酸化するための標準触媒です。その活性と被毒に対する耐性により、これらのプロセスにおける基準酸化物触媒であり続けます。
エネルギー貯蔵と化学物質。バナジウムレドックスフロー電池は、硫酸に溶解した五酸化バナジウムから調製されたバナジウム電解質を使用し、複数の酸化状態により液体電解質にエネルギーを貯蔵できます。この酸化物は、ガラスやセラミックの着色、他の酸化反応の触媒、およびさまざまなバナジウム化合物の中間体としても使用されます。
取り扱い、保管および安全性
五酸化バナジウムは粉塵を生成する酸化物であり、粉塵を管理して取り扱う必要があります。{0}乾燥した状態で密閉容器に入れ、還元剤、有機物、可燃物から離して保管してください。計量、充電、バッグを空にする際には、局所排気換気、適切な呼吸保護具、防護服が標準的な方法です。流出したものは拭き取らずに湿らせて回収し、洗浄水は処理せずに排出してはなりません。
よくある質問
Q: 五酸化バナジウムは何に使用されますか?
最大量は高張力鋼用のフェロバナジウム、および硫酸や有機酸化用の触媒に使用されます。{0}その他の用途には、フロー電池用のバナジウム電解質やガラスまたはセラミックの着色などがあります。
Q: V2O5 におけるバナジウムの酸化状態は何ですか?
バナジウムは、最も安定した酸化状態である +5 状態にあり、この酸化物は、+4、+3、および +2 状態に還元できる強力な酸化剤になります。
Q: 五酸化バナジウムは水に溶けますか?
水にはほとんど溶けませんが、鉱酸には溶解し、強アルカリには容易に溶解し、バナジン酸塩を形成します。
Q: 五酸化バナジウムの融点は何度ですか?
融点は約 690 度 (1274 度 F) で、酸化物は 1750 度付近で昇華します。
Q: テクニカルグレードと高純度 V2O5 の違いは何ですか?
工業グレードは最低 98% の V2O5 で動作し、主に鋼の合金化によって消費されます。一方、最低 99.5% の高純度グレードは触媒、化学物質、バッテリー電解液に使用されます。
Q: 五酸化バナジウムはどのようにしてフェロバナジウムに変換されますか?
酸化物はアルミニウムで、または電気炉で鉄ユニットとともに還元され、FeV50またはFeV80のフェロバナジウムが得られ、これを取鍋または転炉に装入して合金化します。
