БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ВА)

Месторождения В. р. делятся на эндогенные и экзогенные. Эндогенные месторождения В. р. связаны с областями распространения ультраосновных, основных и щелочных пород и образуются в результате магматических, контактово-метасоматических и гидротермальных процессов. Среди эндогенных месторождений выделяются: магматические — титано-магнетитовые, магнетит-ильменитовые, ильменит-гематитовые в пироксенитах, горнблендитах, оливинитах, габбро, норитах, анортозитах, габбро-диабазах; контактово-метасоматические — магнетитовые в скарнированных породах; гидротермальные — магномагнетитовые в областях распространения траппов. Руды эндогенных месторождений характеризуются невысоким содержанием ванадия (0,1—1% V 2О 5), но очень большими запасами. Наиболее известны месторождения в СССР (Гусевогорское), ЮАР (Магнет), США (Тегавус), Канаде (Лак-Тио), Швеции (Таберг), Финляндии (Отанмяки).

Среди экзогенных месторождений В. р. выделяются: деклуазитовые, купродеклуазитовые и ванадинитовые в зоне окисления свинцово-цинковых и медных руд (с содержанием 2—10% V 2О 5); карнотитовые и роскоэлитовые в пестроцветных породах — тип «Колорадо плато» (1—5% VaOs); ванадиеносные фосфориты (0,1—1% V 2О 5), ванадиеносные нефти (в золе содержится 5—58% V 2О 5); патронитовые в асфальтитах (в золе до 50% V 2О 5); титаномагнетитовые россыпи, преимущественно прибрежно-морские (с содержанием V 2О 5около 0,3%). Крупные экзогенные месторождения В. р. известны в США (Колорадо плато), в Намибии (Берг-Аукас), Замбии (Брокен-Хилл).

В. р. всех типов являются комплексными, в них, помимо ванадия, содержатся железо, титан, уран, свинец, цинк, медь, молибден, алюминий, фосфор. В будущем источниками извлечения ванадия смогут быть: оолитовые бурые железняки (железо-фосфористые руды), характеризующиеся низким содержанием V 2О 5(0,07—0,2%), но большими запасами: углисто-кремнистые сланцы (0,2—1,5% V 2О 5); бокситы (0,02—0,04%); золы углей и горючих сланцев (0,2%); железомарганцевые конкреции океанов (0,1% V 2О 5). производство ванадия в 1968 (капиталистические страны) составило 10 тыс. т , в том числе в США — 5,2, ЮАР — 2,3.

Лит.: Дэнче в В. И., Шиловский П. П., Ванадий, в сборнике: Металлы в осадочных толщах, [т. 2], М., 1965.

Л. Ф. Борисенко.

Вана'дий(Vanadium), V, химический элемент V группы периодической системы Менделеева; атомный номер 23, атомная масса 50,942; металл серо-стального цвета. Природный В. состоит из двух изотопов: 51V (99,75%) и 50V (0,25%); последний слабо радиоактивен (период полураспада Т 1/2= 10 14лет). В. был открыт в 1801 мексиканским минералогом А. М. дель Рио в мексиканской бурой свинцовой руде и назван по красивому красному цвету нагретых солей эритронием (от греч. erythrós — красный). В 1830 шведский химик Н. Г. Сефстрём обнаружил новый элемент в железной руде из Таберга (Швеция) и назвал его В. в честь древнескандинавской богини красоты Ванадис. Английский химик Г. Роско в 1869 получил порошкообразный металлический В. восстановлением VCl 2водородом. В промышленном масштабе В. добывается с начала 20 в.

Содержание В. в земной коре составляет 1,5-10 -2% по массе, это довольно распространённый, но рассеянный в породах и минералах элемент. Из большого числа минералов В. промышленное значение имеют патронит, роскоэлит, деклуазит, карнотит, ванадинит и некоторые др. (см. Ванадиевые руды ). Важным источником В. служат титаномагнетитовые и осадочные (фосфористые) железные руды, а также окисленные медно-свинцово-цинковые руды. В. извлекают как побочный продукт при переработке уранового сырья, фосфоритов, бокситов и различных органических отложений (асфальтиты, горючие сланцы). См. также Ванадаты природные .

Физические и химические свойства. В. имеет объёмноцентрированную кубическую решётку с периодом a = 3,0282 . В чистом состоянии В. ковок, легко поддаётся обработке давлением. Плотность 6,11 г / см 3, t пл1900 ± 25°С, t кип3400°С; удельная теплоёмкость (при 20—100°С) 0,120 кал / гград ; термический коэффициент линейного расширения (при 20—1000°С) 10,6·10 -6 град -1, удельное электрическое сопротивление при 20 °С 24,8·10 -8 ом · м (24,8·10 -6 ом · см ), ниже 4,5 К В. переходит в состояние сверхпроводимости. Механические свойства В. высокой чистоты после отжига: модуль упругости 135,25 н / м 2(13520 кгс / мм 2), предел прочности 120 нм / м 2(12 кгс / мм 2), относительное удлинение 17%, твердость по Бринеллю 700 мн / м 2(70 кгс / мм 2). Примеси газов резко снижают пластичность В., повышают его твёрдость и хрупкость.

При обычной температуре В. не подвержен действию воздуха, морской воды и растворов щелочей; устойчив к неокисляющим кислотам, за исключением плавиковой. По коррозионной стойкости в соляной и серной кислотах В. значительно превосходит титан и нержавеющую сталь. При нагревании на воздухе выше 300°С В. поглощает кислород и становится хрупким. При 600—700°С В. интенсивно окисляется с образованием пятиокиси V 2O 5, а также и низших окислов. При нагревании В. выше 700°С в токе азота образуется нитрид VN ( t пл2050°С), устойчивый в воде и кислотах. С углеродом В. взаимодействует при высокой температуре, давая тугоплавкий карбид VC ( t пл 2800°С), обладающий высокой твёрдостью.

В. даёт соединения, отвечающие валентностям 2, 3, 4 и 5; соответственно этому известны окислы: VO и V 2O 3(имеющие основной характер), VO 2(амфотерный) и V 2O 5(кислотный). Соединения 2- и 3-валентного В. неустойчивы и являются сильными восстановителями. Практическое значение имеют соединения высших валентностей. Склонность В. к образованию соединений различной валентности используется в аналитической химии, а также обусловливает каталитические свойства V 2O 5. Пятиокись В. растворяется в щелочах с образованием ванадатов .

Получение и применение. Для извлечения В. применяют: непосредственное выщелачивание руды или рудного концентрата растворами кислот и щелочей; обжиг исходного сырья (часто с добавками NaCl) с последующим выщелачиванием продукта обжига водой или разбавленными кислотами. Из растворов методом гидролиза (при рН = 1—3) выделяют гидратированную пятиокись В. При плавке ванадийсодержащих железных руд в домне В. переходит в чугун, при переработке которого в сталь получают шлаки, содержащие 10—16% V 2O 5. Ванадиевые шлаки подвергают обжигу с поваренной солью. Обожжённый материал выщелачивают водой, а затем разбавленной серной кислотой. Из растворов выделяют V 2O 5. Последняя служит для выплавки феррованадия (сплавы железа с 35—70% В.) и получения металлического В. и его соединений. Ковкий металлический В. получают кальциетермическим восстановлением чистой V 2O 5или V 2O 3; восстановлением V 2O 5алюминием; вакуумным углетермическим восстановлением V 2O 3; магниетермическим восстановлением VC1 3; термической диссоциацией йодида В. Плавят В. в вакуумных дуговых печах с расходуемым электродом и в электроннолучевых печах.