钒渣溶液中的一个重要成分是偏钒酸钠。钒酸钠有多种,按钒酸钠中氧化钠和五氧化二钒的比例不同而不同:4Na2O V2O5(4∶1),3Na2O V2O5(32O V2O5(摩尔比为2∶1 25(3∶2),5Na2O 4V2O5),2V2O5(摩尔比为1∶1)等。但是,在钢铁工业上,并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢,而是直接采用含钒的铁矿炼成钒钢。,3∶1的钒酸盐为正钒酸盐Na3VO4;摩尔比为2∶1的钒酸盐为焦钒酸盐Na4V2O7;摩尔比为1∶1的钒酸盐为偏钒酸盐NaVO3。正钒酸盐溶于水中电离成Na和正钒酸根VO4,水溶液的pH值大约为12。随着电解的进行,水溶液pH值下降。
五氧化二钒的化学性质
钒原子的价电子结构为3d34s2,五个价电子都可以参加成健,能生成+2、
+3、+4、+5氧化态的化合物,其中以五价钒的化合物较稳定。五价钒的化合物具有氧化性能,低价钒则具有还原性。钒的价态越低还原性越强。
不同价态的钒离子在酸性溶液中具有不同的颜色。因此,可以根据离子的颜色和颜色的深浅初步鉴别酸性溶液中钒离子的价态和离子浓度。
国内每年消费各种钒原料约2860吨(按金属钒计)。其中,90%用于钢铁工业,其余10%用于催化剂、钛钒合金、颜料等领域。从含钒铁水中吹炼钒渣将含钒铁水在转炉(中国、俄罗斯)、摇包(南非)或铁水包(新西兰)内、通入氧化性气体(氧气、空气),使铁水中的钒氧化出来,得到钒渣。在钢铁工业中有1500吨左右用于特殊钢冶炼,1100吨左右用于普通钢铁厂中冶炼高强低合金钢。近年来,建筑含钒钢筋用钒明显上升。除攀钢使用FeV80外,其他中国钢铁厂都以FeV50或其它形式使用钒。
中国钒的生产已处于世界前列,但钒的应用范围、规模和水平却并不先进,与产钒大国的地位很不相称。钒钛磁铁矿冶炼含钒铁水的方法(1)高炉法:主要流程是用钒钛磁铁矿的烧结矿,在高炉中冶炼出含钒铁水,使用这种方法的有俄罗斯、中国。扩大低合金钢的应用是钢铁产品结构升级、体现钢铁工业技术水平的重要标志。因此,大力推广包括含钒钢在内的低合金钢、是中国从钢铁大国向钢铁强国迈进的重要任务之一。