Vanaadiumpentooksiid, V2O5, sulab 690 kraadi juures. Sellest kõrgemal temperatuuril on vedel oksiid väga reaktiivne ja hakkab hapnikku kaotama, mistõttu on ahju praktiline tööaken kitsas: sulam on vedel ja tulekindlate vooderdiste suhtes söövitav ning püsiv temperatuur 1750 kraadi lähedal põhjustab pigem lagunemist kui puhast keemist. Ostja jaoks on sulamistemperatuur kõige kasulikum füüsikaline näitaja, kuna see määrab mis tahes järgneva protsessi redutseerimistee, tiigli materjali ja temperatuuri reguleerimisriba.
V2O5 füüsikalised ja keemilised andmed
| Kinnisvara | Väärtus |
|---|---|
| Valem | V2O5 |
| Vanadiinisisaldus (stöhhiomeetriline) | 56.0% V |
| Sulamistemperatuur | 690 kraadi |
| Lagunemistemperatuur | umbes 1750 kraadi |
| Tihedus | umbes 3,36 g/cm³ |
| Välimus | oranžid-kollased kuni punased{1}}pruunid helbed või pulber |
| Lahustuvus vees | kerge; lahustub kergesti leelis, moodustades vanadaate |
V2O5 on amfoteerne oksiid. Aluselises sulatis moodustab see vanadaatsoolasid ja tugevas happes käitub nõrga alusena. See keemia on põhjus, miks oksiid leostub leeliselistes või karbonaadilahustes enamikus hüdrometallurgilistes voolulehtedes, ning see on ka põhjus, miks ahjus leiduv naatrium ja kaalium võivad alandada räbu efektiivset sulamistemperatuuri ja kiirendada rünnakut voodrile.
Kuidas sulamistemperatuuri mõõdetakse
V2O5 sulamiskäitumine määratakse tavaliselt termilise analüüsiga. Termoanalüüsi sulamis- ja kristalliseerumistemperatuuride standardmeetod on ASTM E794, mis kasutab diferentsiaalset skaneerivat kalorimeetriat või diferentsiaaltermoanalüüsi kontrollitud kuumutamiskiiruse ja kindlaksmääratud atmosfääriga. Kuna V2O5 kaotab kõrgel temperatuuril hapnikku, on atmosfäär oluline: õhus tehtud mõõtmine näitab veidi erinevat algust kui inertgaasi all tehtud mõõtmine ja sama proovi korduv katse erineb, kui materjal on juba osaliselt redutseeritud. Spetsifikatsiooni huvides tuleks partiid testida saadud -prooviga, mille kuumutuskiirus, atmosfäär ja proovi mass on märgitud.
Sulamistemperatuur, klass ja tööstuslik kasutamine
Kaubanduslikult müüdavat V2O5 müüakse peamiselt helvestena ja pulbrina 98%, 99% ja 99,5% V2O5 klassides ning sulamistemperatuur on neil kõigil põhimõtteliselt sama. Puhtus mõjutab järgmisse protsessi kantud lisandeid, mitte sulamistemperatuuri. Järgmised kasutused erinevad selle poolest, mida nad vajavad:
Ferrovanaadiumi tootmine.Oksiid redutseeritakse raua juuresolekul alumiiniumiga või süsinikuga. Kuna reaktsioon on tugevalt eksotermiline, laetakse oksiid külmalt ja laengu disain kontrollib lõpptemperatuuri; kaubanduslikud FeV50 ja FeV80 on määratletud ASTM A102/A102M ja GB/T 4139 poolt.
Vanadium-redoksvoolu aku elektrolüüt.V2O5 lahustatakse ja redutseeritakse vanaadiumsulfaat-elektrolüüdiks. Aku -kvaliteediga materjal on 99,5% ja rohkem, kuna jääkräni, raud ja kroom lühendavad elektrolüüdi kasutusiga.
Katalüsaatorid.Titaandioksiidile kantud V2O5 on aktiivne faas selektiivsetes katalüütilise redutseerimise katalüsaatorites ja väävelhappe konverterites. Siin kasutatakse oksiidi dispersiooni, mitte sulandi kujul.
Klaas, keraamika ja pigmendid.V2O5 lisatakse värvainena ja sulatamise abivahendina, mille puhul on eeliseks madal sulamistemperatuur võrreldes ränidioksiidi partiiga.
Käsitsemine: miks on 690-kraadine kuju kohapeal oluline
Flake V2O5 on stabiilne ja seda saab hoida suletud anumates pikka aega, kuid kaks asja muutuvad kohe pärast kuumutamist. Esiteks, sulamistemperatuurist kõrgemal märgub ja lahustab oksiid enamiku tulekindlatest oksiididest; ränidioksiidi ja alumiiniumoksiidi vooderdised rünnatakse kiiresti, nii et selle asemel kasutatakse kõrge-alumiiniumoksiidi või põhivooderdust. Teiseks on sulamisel eralduv aur ja tolm mürgised ja neile kehtivad töökeskkonna piirnormid, mistõttu redutseerimisahjud ja kaltsineerimisahjud on varustatud väljatõmbe- ja tolmukogumisseadmega. Temperatuuri reguleerimisel on ka otsene majanduslik mõju: ülekuumenemine raiskab vanaadiumi lendudes, alakuumutamine jätab aga sulamata oksiidi, mis tõmbab redutseerimissaagist allapoole.
Kaubanduses kasutatavad seotud standardid ja viited
Pole olemas ühtset globaalset spetsifikatsiooni, mis fikseeriks V2O5 sulamistemperatuuri. Kaubandusdokumendid ühendavad tavaliselt tarnija analüüsisertifikaadi, sõltumatu V2O5 sisalduse analüüsi ja lisandite skaneerimise ning vanaadiumi{5}}kandvate materjalide tootestandardid, mis on järgmised: ASTM A102/A102M ferrovanaadiumi puhul, GB/T 4139 ferrovanaadiumi klasside puhul ja API 5L, mis tarbib enamiku vanaadiumi torude jaoks. Kui nõutakse sulamis- või kristalliseerumistemperatuuri, pakub ASTM E794 kokkulepitud katseprotseduuri.
Korduma kippuvad küsimused
Q:Mis on vanaadiumpentoksiidi sulamistemperatuur?
V: Vanaadiumpentooksiid, V2O5, sulab 690 kraadi juures. Sellest kõrgemal temperatuuril on vedel oksiid reaktiivne ja kaotab hapnikku ning 1750 kraadi lähedal see laguneb, mitte ei keeb puhtaks.
Q:Kas sulamistemperatuur muutub klassiga?
V: Ei. 98%, 99% ja 99,5% kaubanduslikud kvaliteediklassid sulavad kõik ligikaudu samal temperatuuril. Klass mõjutab lisandite taset ja allavoolu saagist, mitte sulamispunkti.
Q:Kuidas mõõdetakse V2O5 sulamistemperatuuri?
V: ASTM E794 järgides termoanalüüsi, tavaliselt diferentsiaalskaneeriva kalorimeetria või diferentsiaaltermoanalüüsi, kus on märgitud kuumutamiskiirus, atmosfäär ja proovi mass, kuna oksiid kaotab kuumutamisel hapnikku.
Q:Miks on sulamistemperatuur ferrovanaadiumi tootmisel oluline?
V: Kuna oksiid redutseerub tugevalt eksotermilises reaktsioonis kokkupuutel voodriga. Sulamis- ja lagunemisvahemiku tundmine võimaldab laengut tasakaalustada nii, et vann jääb vedelaks, rünnamata tulekindlat või lenduvat vanaadiumi.
Q:Kui palju vanaadiumi sisaldab puhas V2O5?
A: Stöhhiomeetriline vanaadiumpentoksiid sisaldab 56,0 massiprotsenti vanaadiumi, mis on tegur, mida kasutatakse oksiidi hinna või massi muundamiseks vanaadiumi ühikuteks.
Q:Kas vanaadiumpentooksiid lahustub vees?
V: See lahustub vees vähe ja lahustub kergesti leeliselistes lahustes, moodustades vanadaadi. See käitumine on enamikus vanaadiumi taastamise vookaartides kasutatavate leeliseliste leostumise etappide aluseks.