فرآوری وانادیوم و کاربرد آن

آشنایی با وانادیوم

فرآوری وانادیوم یکی از مباحث مهم در حوزه ریخته گری می باشد که در اینجا به بررسی و کاربرد آن می پردازیم. عنصر وانادیوم یکی از عناصر شیمیایی پر کاربرد حال حاضر دنیا می باشد که با نماد V و عدد اتمی ۲۳ شناخته می شود. این عنصر دارای رنگی نقره ای خاکستری یا نقره ای آبی می باشد. لازم به ذکر است وانادیوم عنصر بکار رفته در  آلومینیوم وانادیوم  می باشد .

وانادیوم در گروه ۵ و دوره ۴ جدول تناوبی عناصر قرار گرفته و جز عناصر بلوک D جدول محسوب می گردد. نقطه ذوب و جوش این عنصر به ترتیب برابر با ۲۱۸۳ و ۳۶۸۰ درجه کلوین بوده و چگالی آن برابر با ۶ گرم بر سانتی متر مکعب می باشد. عنصر وانادیوم در لیست عناصر فلزی شکل پذیر قرار می گیرد که به ندرت به صورت خالص در طبیعت یافت می شوند. در حال حاضر شما می توانید رد پای حضور این عنصر را در بیش از ۶۵ ماده معدنی پیدا کنید.

کشور هایی نظیر چین، روسیه و … جز بزرگترین تولید کنندگان این عنصر پر کاربرد می باشد. ما در این مقاله با عنصر وانادیوم به طور کامل آشنا شده و فرآیند فرآوری وانادیوم را نیز به طور کامل بررسی خواهیم کرد. در نتیجه برای آشنایی بیشتر با عنصر V، تا انتهای این مقاله همراه ما باشید.

کاربرد وانادیوم در صنایع مختلف

همانطور که در بخش ابتدایی  گفته شد، عنصر وانادیوم یکی از عناصر فلزی پرکاربرد جهان می باشد. در حال حاضر حدود ۸۵ درصد وانادیوم استخراج شده را به واحد های صنعتی مرتبط با ذوب فلزات و تولید آلیاژ های فلزی می فرستند. زیرا از این عنصر برای ساخت فرو وانادیوم، برخی آمیژان های صنعتی و … استفاده می شود. به عنوان مثال از عنصر وانادیوم برای ساخت فرو وانادیوم ۳۵ الی ۸۵ درصد وزنی استفاده شده و از فرو وانادیوم برای تولید فولاد استفاده می شود.

لازم به ذکر است که این عنصر علاوه بر موارد فوق برای تولید موتور جت، تولید آلیاژ های آلومینیومی، تولید ماشین آلات و تجهیزات صنعتی، تولید ورق های فلزی مختلف، تولید تجهیزات جنگی و … نیز مورد استفاده قرار می گیرد. به طوری که شما می توانید آثار حضور این عنصر را در بسیاری از صنایع مهم دنیا، مشاهده فرمایید.

فرآوری وانادیوم چیست

عنصر وانادیوم اساساً یک محصول تولید شده از کانسنگ های حاوی این عنصر می باشد که از معادن مختلف استخراج می شوند. ما در بخش های بعدی مقاله شما را با مهم ترین کانسنگ های این عنصر آشنا خواهیم کرد اما در این قسمت به بررسی فرآیند فرآوری وانادیوم خواهیم پرداخت.

فرآیند فرآوری وانادیوم بعد از استخراج کانسنگ های حاوی این عنصر آغاز می گردد. نحوه فرآوری وانادیوم وابسته به نوع کانسنگ استخراج شده می باشد. برای مثال در برخی مواد از مدار های استخراج حلال و کوره های مخصوص برای استخراج و فرآوری وانادیوم کمک گرفته می شود. همچنین شما می توانید از نمک ها، اسید ها، محلول های آبی مختلف و … نیز برای استخراج این فلز استفاده نمایید.

برای مثال سنگ معدن حاوی این عنصر را در دمای ۸۵۰ درجه سانتی گراد قرار داده و به آن نمک سدیم اضافه می کنند. در ادامه مواد موجود به سریم متوانادات تبدیل شده که در آب داغ شکسته می شوند. در مرحله بعد با کمک اسید هایی مثل اسید سولفوریک، محیط را اسیدی می کنند. اسیدی شدن محیط سبب به وجود آمدن ساختاری به نام کیک قرمز می شود. کیک قرمز را در حرارت های مختلف قرار داده تا بخش های مختلف آن رسوب کرده و در نهایت عنصر وانادیوم خالص استخراج گردد.

فرآوری وانادیوم چگونه انجام میشود

در این فرآیند کانسنگ وانادیوم را در کوره های دوار و همراه با ذغال سنگ ذوب می کنند. فرآیند ذوب این مواد سرباره هایی حاوی تیتانیوم، آهن خام و … را به وجود می آورد. لازم به ذکر است که این سرباره حاوی بیشترین مقدار وانادیوم نیز می باشد. در ادامه و بعد از استخراج سرباره، مقداری اکسیژن به آن اضافه شده تا سرباره ای جدید تشکیل گردد. سرباره جدید تولید شده حاوی حدود ۱۰ الی ۲۵ درصد وانادیوم پنتا اکسید می باشد. وانادیوم پنتا اکسید جز مواد اولیه ای می باشد که برای استخراج وانادیوم خالص مورد استفاده قرار می گیرد.

در ادامه وانادیوم تشکل شده را با کمک اسید سولفوریک و کلرید سدیم استخراج می کنند. توجه داشته باشید که قبل از استخراج وانادیوم خالص، مایع به دست آمده باید در مدار استخراج حلال قرار بگیرد. در مدار استخراج حلال که مرحله نهایی فرآیند فرآوری وانادیوم می باشد، عنصر وانادیوم وارد فاز آلی استخراج می شود.

کاربرد فرآوری وانادیوم در صنایع

هدف اصلی از صفر تا صد فرآوری وانادیوم، تولید و استخراج عنصر وانادیوم به صورت خالص می باشد. واحد های صنعتی و تولیدی مختلف می توانند از وانادیوم خالص برای تولید فراورده های خود استفاده نمایند. برای مثال واحد هایی که در حوزه تولید مواد اولیه ریخته گری و ذوب فلزات فعالیت می کنند، از این عنصر برای تولید آمیژان ها و فرو آلیاژ های حاوی این عنصر استفاده می کنند. همچنین برخی از کمپانی ها از عنصر وانادیوم برای تولید قرص های ریخته گری کمک می گیرند. به طور کلی عنصر وانادیوم خالص دارای کاربرد های بسیار متنوع و مختلفی در بخش های مختلف صنعت می باشد.

برای مثال در صنایع مرتبط با هوافضا، از وانادیوم برای تولید قطعات مختلف استفاده می شود. به عنوان نمونه از وانادیوم برای تولید موتور جت های جنگی، تولید چارچوب های هواپیما و … کمک گرفته می شود. لازم به ذکر است که عنصر وانادیوم در صنایع بسیار کوچک نیز کاربرد دارد. به عنوان مثال شما می توانید عنصر خالص وانادیوم را در کارگاه های تولید چاقو و ابزار آلات صنعتی کوچک نیز مشاهده فرمایید.

نکات مهم مرتبط با فرآوری وانادیوم

فرآیند فرآوری وانادیوم یک فرآیند کاملا تخصصی و حساس می باشد که در حین انجام آن باید به نکات مختلفی توجه داشته باشید. به عنوان مثال باید توجه داشته باشید که به هیچ عنوان نمی توانید از کوره های معمولی ذوب برای استخراج فلز وانادیوم استفاده نمایید. استفاده از کوره های معمولی ذوب می تواند کانسنگ های حاوی وانادیوم شما را از بین برده و فرآورده های غیر قابل استفاده ای را برای شما به همراه داشته باشد.

به علاوه برای استخراج و فرآوری وانادیوم به ترکیبات مختلفی نیاز می باشد. برخی از این ترکیبات دارای خاصیت اسیدی و … می باشند. توجه داشته باشید که در هنگام انتخاب ترکیبات به کار رفته در فرآیند فرآوری وانادیوم نیز باید دقت کافی را داشته باشید. زیرا با افزایش یا کاهش اندک خواص اسیدی، بازی، قابلیت واکنش پذیری و … مواد موجود مراحل فرآوری وانادیوم، محصول نهایی تولید شده به طور کامل تغییر خواهد کرد.

بررسی تاریخچه عنصر وانادیوم

آندره مانوئل ( کانی شناس اسپانیایی ) برای اولین بار در سال ۱۸۰۱ میلادی، عنصر وانادیوم را کشف کرد. این کانی شناس اسپانیایی برای اولین بار نام ماده کشف شده را اریترونیوم گذاشت. زیرا ترکیبات وانادیوم نسبتا قرمز رنگ بوده و اریتره در زبان یونانی به معنی قرمز می باشد. بعد از گذشت حدود ۳۰ سال و در سال ۱۸۳۰ میلادی، یک دانشمند سوئدی با نام گابریل سفستروم موفق شد برای دومین بار این عنصر را کشف نماید. گابریل سفالستروم این عنصر تازه کشف شده را وانادیوم نامید. نام وانادیوم الهام گرفته از نام یکی از الهه های زیبایی در اسکاندیناوی می باشد.

در ادامه شیمی دان انگلیسی ( هنری انفولد ) توانست فلز وانادیوم را از وانادیوم دی کلرید جدا کند. این فرآیند جداسازی در سال ۱۸۶۷ و با کمک عنصر هیدروژن انجام شد. در انتها و در سال ۱۹۲۵ میلادی، یک دانشمند آمریکایی با نام جان موزلی توانست با کاهش عنصر کلسیم، فلز وانادیوم با درصد خلوص ۹۹.۷۵ درصد را تولید نماید.

آشنایی با کانسنگ های وانادیوم

عنصر وانادیوم در ۶۵ ماده طبیعی حضور دارد. اما درصد وزنی این عنصر در تمام ترکیبات طبیعی کافی نبوده و استخراج وانادیوم از آنها صرفه اقتصادی ندارد. از مهم ترین کانسنگ های وانادیوم که برای فرآیند فرآوری وانادیوم مورد استفاده قرار می گیرند می توان به پاترونیت، کارنوتیت، وانادینیت و … اشاره کرد. این کانسنگ ها نسبتا کمیاب بوده و حاوی مقادیر قابل توجهی از عنصر وانادیوم می باشند. به همین دلیل استفاده از این کانسنگ ها صرفه اقتصادی خواهد داشت.

لازم به ذکر است که امروزه بزرگترین معادن وانادیوم که از ذخایر تیتانو تشکیل شده اند، در آفریقای جنوبی قرار گرفته اند. همچنین چوان کشور چین نیز حاوی مقادیر قابل توجهی از این عنصر می باشد.

خرید فرآورده های تولید شده با کمک عنصر وانادیوم

همانطور که میدانید بیش از ۸۵ درصد وانادیوم تولید شده در سطح جهانی صرف تولید فرو آلیاژ ها، آمیژان ها و سایر مواد اولیه مورد نیاز صنایع ذوب و ریخته گری فلزات می شود. از مهم ترین فرآورده های تولید شده توسط این عنصر می توان به فرو وانادیوم، آمیژان آلومینیوم وانادیوم و … اشاره کرد. در حال حاضر شما می توانید برای خرید انواع فرآورده های وانادیوم که به صنعت ذوب و ریخته گری مرتبط هستند، به وب سایت آریا متال مراجعه فرمایید.

شرکت آریا متال یکی از برترین و با سابقه ترین شرکت های داخلی فعال در حوزه فروش مواد اولیه صنایع ذوب و ریخته گری می باشد. شما می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه محصولات، استعلام وضعیت قیمت، ثبت سفارش و … به وب سایت شرکت مراجعه کرده یا با کارشناسان آن تماس حاصل فرمایید.

فیسبوک آریامتال را دنبال کنید.