釩(Vanadium, 符號為V)是銀白色光亮金屬,質硬。其化合物套用在工業的很多方面,生活中誤服偏釩酸銨等會導致急性釩中毒,致慢性支氣管炎等。
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綜合性質
元素名稱:釩
元素符號:V
元素原子量:50.94
原子體積:(立方厘米/摩爾):8.78
元素在海水中的含量:(ppm):太平洋表面 0.0016
銨鎂釩
元素在太陽中的含量:(ppm):0.4
地殼中含量:(ppm):160
質子數:23
中子數:37
原子序數:23
所屬周期:3
所屬族數:VB
電子層分布:2-8-11-2
晶體結構:晶胞為體心立方晶胞,每個晶胞含有2個金屬原子。
氧化態:
Main V+3, V+4, V+5
Other V-3, V-1, V0, V+1, V+2
晶胞參數:
a = 303 pm
b = 303 pm
c = 303 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
莫氏硬度:7
電離能 (kJ /mol)
M - M+ 650
M+ - M2+ 1414
M2+ - M3+ 2828
M3+ - M4+ 4507
M4+ - M5+ 6294
M5+ - M6+ 12362
M6+ - M7+ 14489
M7+ - M8+ 16760
M8+ - M9+ 19860
M9+ - M10+ 22240
聲音在其中的傳播速率:(m/S):4560
釩-性質描述
釩(vanadium V)是地球上廣泛分布的微量元素
釩鉛鋅礦,其含量約占地殼構成的0.02%,獲取相對容易。釩是人體必需的微量元素在人體內含量大約為25mg,在體液pH4~8條件下, 釩的主要形式為VO-3,即亞釩酸離子(metavandate);另一為+5價氧化形式VO4 - 3即正釩酸離子(orthovanadate)。由於生物效應相似,一般釩酸鹽(Va)統指這兩種+5價氧化離子。
VO3 經離子轉運系統或自由進 -入細胞,在胞內被還原型谷胱甘肽還原成VO2+(+4價氧化態),即氧釩根離子(vanadyl)。由於磷酸和Mg2+離子在細胞內廣泛存在VO3 與磷酸結構相似,VO2+與Mg2+大小相當(離子半徑分別為016 -埃和0165埃),因而二者就有可能通過與磷酸和Mg2+競爭結合配體干擾細胞的生化反應過程。例如,抑制ATP磷酸水解酶、核糖核酶磷酸果糖激酶、磷酸甘油醛激酶、6-磷酸葡萄糖酶、磷酸酪氨酸蛋白激酶[11]。所以,釩進入細胞後具有廣泛的生物學效應。釩化合物又具有合成相對容易、價格較低廉的優勢,因此研究釩化合物的降壓機制有利於對釩的開發和利用。
釩-發現來源
發現人:塞夫斯唐姆 發現年代:1830年
發現過程:1830年,瑞典的塞夫斯唐姆,在研究斯馬蘭鐵礦的鐵渣時,得到氧化釩,發現了釩的存在。
元素來源:礦物有釩酸鉀鈾礦、褐鉛礦和綠硫釩礦等。
釩-原始用途
如果說鋼是虎,那么釩就是翼,鋼含釩猶如虎添翼。只需在鋼中加入百分之幾的釩,就能使鋼的彈性、強度大增 ,抗磨損和抗爆裂性極好,既耐高溫又抗奇寒
釩,難怪在汽車、航空、鐵路、電子技術、國防工業等部門,到處可見到釩的蹤跡。此外,釩的氧化物已成為化學工業中最佳催化劑之一,有“化學麵包”之 稱。主要用於製造高速切削鋼及其他合金鋼和催化劑。把釩摻進鋼里,可以製成釩鋼。釩鋼比普通鋼結構更緊密,韌性、彈性與機械強度更高。釩鋼製的穿甲彈,能夠射穿40厘米厚的鋼板。但是,在鋼鐵工業上,並不是把純的金屬釩加到鋼鐵中製成釩鋼,而是直接採用含釩的鐵礦煉成釩鋼。 釩主要製成釩鐵用作鋼鐵的合金組分,能細化鋼鐵基體晶粒,廣泛用於各類鋼種。釩在非鐵合金中主要用於製造鈦合金 (Ti-6Al-4V)。釩可以控制銅基合金中的氣體含量,並改善其微觀結構,在內燃機活塞的鋁基合金中加入少量釩,可以增強合金的強度,並降低熱脹係數。釩的快中子吸收截面小,對液態鈉有良好的耐蝕性,並有抗高溫蠕變強度,可作快中子增殖堆燃料棒的包覆材料和釋熱元件。釩的金屬間化合物V3Ga是超導材料。V2O5廣泛用作有機和無機氧化反應的催化劑;用來製作吸收紫外線和熱射線的玻璃以及玻璃、陶瓷的著色劑。釩的氧化物和偏釩酸鹽用於生產印刷油墨和黑色染料。
釩的套用範圍
套用領域 占總量比例(%) 主要用途 使用產品
碳素鋼 25 鋼筋 FeV
HSLA鋼 25 建築,石油管道 FeV
高合金鋼 20 鑄件,石油管配件 FeV
工具鋼 15 高速工具鋼,耐磨件 FeV(80%V)
鈦合金 10 噴氣式發動機零件,飛行器機 V-Al基合金
化學製品 5 硫酸和順丁烯二酸酐生產 V2O5和其它釩化合物
釩中毒
釩(Vanadium, 符號為V)是銀白色光亮金屬,質硬。耐鹽酸及海水浸蝕。可用來製造催化劑、特種合金、鋼材等。
常見的釩化合物有三氧化二釩(V2O3)、五氧化二釩(V2O5)、三氯化釩(VCl3)、偏釩酸銨(NH4VO3)等。這些化合物均有毒性。
急性釩中毒常由短時間內吸入高濃度含釩化合物的粉塵或煙霧引起,以眼和呼吸道黏膜刺激症狀為主要臨床表現。中毒症狀一般較輕,重者亦可致心、腎、胃腸及中樞神經系統功能損害。臨床上釩中毒多為急性中毒。
致病原因
1. 釩主要用於製造鐵釩合金、特種鋼。在煉鋼廠提釩、混鐵爐操作中可接觸大量含釩煙霧蒸氣,對釩渣破碎、精選時可吸入含釩塵,在鍋爐清掃、檢修時可因吸入高濃度五氧化二釩而發生急性中毒。
2. 化工合成硫酸、硝酸、鄰苯二甲酸酐、乙烯、丙烯中,使用五氧化二釩作催化劑,在其粉碎研磨、過篩時可接觸五氧化二釩粉塵。石油及其分餾後的重油中均含有釩,燃燒後的渣垢中含釩可達10%~60%,在油燃燒器清洗時,若無防護,可發生急性中毒。
3. 含釩礦石開採、粉碎及包裝時,持續吸入高濃度釩粉塵也可有急性中毒發生。
一般人連續吸入空氣濃度為0.3~5.7 mg/m3的五氧化二釩5~8h即可引起急性釩中毒。濃度達5.3~7.4 mg/m3時,可出現明顯的急性中毒症狀。
生活中誤服偏釩酸銨導致急性釩中毒者,鮮見報導。
急救處理
1. 立即離開染毒現場,安靜保暖休息。必要時給氧氣吸入。
2. 主要對症處理,如咳嗽、咯痰者用鎮咳祛痰劑,喘息者用支氣管擴張劑。聞及肺部濕性囉音者,用抗生素防治繼發性肺部感染等。
3. 解毒驅釩可試用大劑量維生素C 4~5g,或依地酸二鈉鈣1g加50%葡萄糖注射液20~40 ml稀釋後靜脈注射。口服氯化銨片0.3~0.6 g,每日3次,可使尿液酸化,加速釩的排泄。
4. 有明顯皮膚損害者,可用清水將局部洗淨後,塗以膚輕鬆等藥膏,同時內服異丙嗪、息斯敏,噻庚啶等抗過敏藥。
防護措施
1. 作業場所應建立抽出式通風裝置。2. 積極進行工藝改革以減少釩煙塵。以石灰或白雲石粉噴入燃燒後的煙氣中,可減少釩煙危害;釩用作催化劑時,應製成燒結塊或丸狀,以減少釩塵。
3. 操作中注意個人防護,應戴過濾式呼吸器。
4. 對接觸五氧化二釩作業人員應進行就業前體檢和定期健康監護體檢。有嚴重慢性呼吸系統疾病或嚴重影響肺功能的胸廓、胸膜疾病以及皮膚病、明顯心血管疾病者,均不得上崗工作。
預防
一般急性中毒者1~2周內均可望康復,預後良好,極少有後遺症,僅個別病例呼吸道症狀可持續較久或發展為慢性支氣管炎。出現腎炎或肺炎者,病程可延長。偶見發生視神經及視網膜炎者可留有視力障礙。
中毒治癒後即可恢復原工作。急性中毒致慢性支氣管炎者,應調離釩作業和其他刺激性氣體作業。