釩(fán ),元素符號(hào) V,銀白色金屬,在元素周期表中屬VB族,原子序數(shù)23,原子量50.9414,體心立方晶體,常見化合價(jià)為+5、+4、+3、+2。釩的熔點(diǎn)很高,常與鈮、鉭、鎢、鉬并稱為難熔金屬。有延展性,質(zhì)堅(jiān)硬,無磁性。具有耐鹽酸和硫酸的本領(lǐng),并且在耐氣-鹽-水腐蝕的性能要比大多數(shù)不銹鋼好。于空氣中不被氧化,可溶于氫氟酸、硝酸和王水。
釩
康熙字典
◎ 康熙字典解釋【戌集上】【金字部】 釩; 康熙筆畫:11; 頁碼:頁1328第06(點(diǎn)擊查看原圖)
【廣韻】【集韻】??峰范切,音??!居衿糠饕??!∮帧炯崱科饕?。 又【集韻】孚梵切,音泛。杯也。
化學(xué)元素解釋:
概述
釩是高熔點(diǎn)金屬之一,呈淺灰色。密度5.96克/厘米3。熔點(diǎn)1890±10℃,沸點(diǎn)3380℃,化合價(jià)+2、+3、+4和+5。其中以5價(jià)態(tài)為最穩(wěn)定,其次是4價(jià)態(tài)。電離能為6.74電子伏特。1801年西班牙礦物學(xué)家里奧 (A.M.del Rio)在研究墨西哥錫馬潘 (Zimapan)的鉛礦時(shí)發(fā)現(xiàn)釩。因?yàn)殁C的鹽類在與酸加熱時(shí)呈紅色,就以erythronuim(赤元素)命名。后來里奧又接受了這種紅色物質(zhì)是鉻的不純物,可能是鉻酸鉛的解釋。1830年瑞典化學(xué)家塞弗斯托姆(N.G.Sefstrm)用瑞典塔貝里 (Taberg)附近礦石煉生鐵,分離出一個(gè)新元素,以女神 Vanadis(凡娜迪絲)命名為vanadium。此后不久,德國化學(xué)家沃勒(F.Whler)證明釩與erythronuim是同一元素。
性質(zhì)
元素名稱:釩
元素符號(hào):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(zhì)子數(shù):23
中子數(shù):37
原子序數(shù):23
所屬周期:4
所屬族數(shù):VB
電子層分布:2-8-11-2
晶體結(jié)構(gòu):晶胞為體心立方晶胞,每個(gè)晶胞含有2個(gè)金屬原子。
氧化態(tài):
Main V+3, V+4, V+5
Other V-3, V-1, V0, V+1, V+2
晶胞參數(shù):
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(zhì)描述
釩鉛鋅礦
釩(vanadium V)是地球上廣泛分布的微量元素,其含量約占地殼構(gòu)成的0.02%,獲取相對(duì)容易。釩是人體必需的微量元素在人體內(nèi)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(jià)氧化形式VO4 - 3即正釩酸離子(orthovanadate)。由于生物效應(yīng)相似,一般釩酸鹽(Va)統(tǒng)指這兩種+5價(jià)氧化離子。VO3 經(jīng)離子轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)或自由進(jìn) -入細(xì)胞,在胞內(nèi)被還原型谷胱甘肽還原成VO2+(+4價(jià)氧化態(tài)),即氧釩根離子(vanadyl)。由于磷酸和Mg2+離子在細(xì)胞內(nèi)廣泛存在VO3 與磷酸結(jié)構(gòu)相似,VO2+與Mg2+大小相當(dāng)(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(jìng)爭(zhēng)結(jié)合配體干擾細(xì)胞的生化反應(yīng)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(jìn)入細(xì)胞后具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)。釩化合物又具有合成相對(duì)容易、價(jià)格較低廉的優(yōu)勢(shì),因此研究釩化合物的降壓機(jī)制有利于對(duì)釩的開發(fā)和利用。
發(fā)現(xiàn)
發(fā)現(xiàn)人:塞夫斯唐姆
發(fā)現(xiàn)年代:1830年
發(fā)現(xiàn)過程:1830年,瑞典的塞夫斯唐姆,在研究斯馬蘭鐵礦的鐵渣時(shí),得到氧化釩,發(fā)現(xiàn)了釩的存在。
1830年瑞典化學(xué)家塞夫斯特倫( Sefstrom N G,1787-1845。)在研究斯馬蘭礦區(qū)的鐵礦時(shí),用酸溶解鐵,在殘?jiān)邪l(fā)現(xiàn)了釩。因?yàn)殁C的化合物的顏色五顏六色,十分漂亮,所以就用古希臘神話中一位叫凡娜迪絲“Vanadis”的美麗女神的名字給這種新元素起名叫“Vanadium”。中文按其譯音定名為釩。塞夫斯特倫、維勒、貝采里烏斯等人都曾研究過釩,確認(rèn)釩的存在,但他們始終沒有分離出單質(zhì)釩。在塞夫斯特倫發(fā)現(xiàn)釩后三十多年,1869年英國化學(xué)家羅斯科(Roscoe H E,1833-1915。)用氫氣還原二氧化釩,才第一次制得了純凈的金屬釩。
發(fā)現(xiàn)歷史:1801年一個(gè)叫安德列斯·曼努爾·德·里歐(A.M.Del-Rio)的礦物學(xué)家在墨西哥市在一個(gè)鉛礦中首先發(fā)現(xiàn)了釩,但他錯(cuò)誤地以為他所發(fā)現(xiàn)的只不過是一種不純的鉻。1831年瑞典人尼爾斯·加布里埃爾·塞夫斯特瑞姆(N.G.Sefström)在與鐵礦做試驗(yàn)時(shí)重新發(fā)現(xiàn)了釩,同年弗里德里希·維勒證實(shí)了德·里歐的發(fā)現(xiàn)。1867年亨利·英弗爾德·羅斯科用氫還原亞氯酸化釩(III)首次得到了純的釩。
塞夫斯特瑞姆給釩按日爾曼神話中美麗女神的名字起了名,因?yàn)殁C的化合物色彩繽紛。
來源
礦物有釩酸鉀鈾礦、褐鉛礦和綠硫釩礦等。在礬土和石油、煤、油頁巖中也含有大量釩,特別是委內(nèi)瑞拉和加拿大的石油中能找到釩。光譜分析發(fā)現(xiàn)在太陽光和一些恒星的表面也有釩。在大自然中釩一般以化合物存在。約65種釩的化合物在自然中出現(xiàn),其中有硫化釩(VS4)、綠硫釩礦(VS2或V2S4)、釩鉛礦(Pb5(VO4)3Cl)、釩云母KV2(AlSi3O10)(OH)2、釩酸鉀鈾礦(K2(UO2)2(VO4)2·3H2O)、磁鐵礦一般含1-2%的釩。
故事傳說
在很久以前,在遙遠(yuǎn)的北方住著一位美麗的女神名叫凡娜迪絲。有一天,一位遠(yuǎn)方客人來敲門,女神正悠閑地坐在圈椅上,她想:他要是再敲一下,我就去開門。然而,敲門聲停止了,客人走了。女神想知道這個(gè)人是誰,怎么這樣缺乏自信?她打開窗戶向外望去,哦,原來是個(gè)名叫沃勒的人正走出她的院子。幾天后,女神再次聽到有人敲門,這次的敲門聲持續(xù)而堅(jiān)定,直到女神開門為止。這是個(gè)年青英俊的男子,名叫塞弗斯托姆。女神很快和他相愛,并生下了兒子——釩。這個(gè)故事雖然生動(dòng),卻并不十分確切。原來第一次敲門的是墨西哥化學(xué)家里奧,第二次才是德國化學(xué)家沃勒。他們雖然發(fā)現(xiàn)了新元素,但不能證實(shí)自己的發(fā)現(xiàn),甚至誤認(rèn)為這種元素就是“鉻”。而塞弗斯托姆,通過鍥而不舍的努力,才從一種鐵礦石中得到了這種新元素,并以凡娜迪絲女神之名命名為“釩”。
用途
釩
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(qiáng)度大增 ,抗磨損和抗爆裂性極好,既耐高溫又抗奇寒,難怪在汽車、航空、鐵路、電子技術(shù)、國防工業(yè)等部門,到處可見到釩的蹤跡。此外,釩的氧化物已成為化學(xué)工業(yè)中最佳催化劑之一,有“化學(xué)面包”之稱。主要用于制造高速切削鋼及其他合金鋼和催化劑。把釩摻進(jìn)鋼里,可以制成釩鋼。釩鋼比普通鋼結(jié)構(gòu)更緊密,韌性、彈性與機(jī)械強(qiáng)度更高。釩鋼制的穿甲彈,能夠射穿40厘米厚的鋼板。但是,在鋼鐵工業(yè)上,并不是把純的金屬釩加到鋼鐵中制成釩鋼,而是直接采用含釩的鐵礦煉成釩鋼。
釩主要制成釩鐵用作鋼鐵的合金組分,能細(xì)化鋼鐵基體晶粒,廣泛用于各類鋼種。釩在非鐵合金中主要用于制造鈦合金 (Ti-6Al-4V)。釩可以控制銅基合金中的氣體含量,并改善其微觀結(jié)構(gòu),在內(nèi)燃機(jī)活塞的鋁基合金中加入少量釩,可以增強(qiáng)合金的強(qiáng)度,并降低熱脹系數(shù)。釩的快中子吸收截面小,對(duì)液態(tài)鈉有良好的耐蝕性,并有抗高溫蠕變強(qiáng)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(dǎo)材料。V2O5廣泛用作有機(jī)和無機(jī)氧化反應(yīng)的催化劑;用來制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于生產(chǎn)印刷油墨和黑色染料。
大約80%的釩和鐵一起作為鋼里的合金元素。含釩的鋼很硬很堅(jiān)實(shí),但一般其釩含量少于1%。
含釩的合金有:
運(yùn)用在醫(yī)療器械中的特別的不銹鋼
運(yùn)用在工具中的不銹鋼
與鋁一起作為鈦合金物運(yùn)用在高速飛機(jī)的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中
含釩的鋼經(jīng)常被用在軸、齒輪等關(guān)鍵的機(jī)械部分中
釩吸收裂變中子的半徑很小,因此被用在核工業(yè)中
在煉鋼過程中釩被用來導(dǎo)致碳化物的形成
在給鋼涂鈦的時(shí)候釩往往被作為中介層
釩與鎵的合金可以用來制作超導(dǎo)電磁鐵,其磁強(qiáng)度可達(dá)175,000高斯
在制造縮蘋果酸酐和硫酸的過程中釩被用來做催化劑
五氧化二釩(V2O5)被用來制做特殊的陶瓷作為催化劑
應(yīng)用領(lǐng)域 占總量比例(%) 主要用途 使用產(chǎn)品
碳素鋼 25 鋼筋 FeV
HSLA鋼 25 建筑,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(fā)動(dòng)機(jī)零件,飛行器機(jī) V-Al基合金
化學(xué)制品 5 硫酸和順丁烯二酸酐生產(chǎn) V2O5和其它釩化合物
國內(nèi)外對(duì)釩化合物的研究已有 20 多年的歷史,早期多集中在釩化合物降糖作用的研究[12~16],也有報(bào)道釩能舒張豬的離體冠狀動(dòng)脈[17]。近期國外有些研究開始用釩化合物治療原發(fā)性高血壓大鼠,已經(jīng)取到肯定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[18,19]。有報(bào)道認(rèn)為 BMOV 可以降低 SHR 的高胰島素血癥和高血壓[20]。另有學(xué)者采用 SHR 和WKY 大鼠對(duì)比探討釩化合物對(duì)血壓的藥物療效,結(jié)果可見釩化合物使收縮壓降低(149±3/mmHg,非治療組 184±3mmHgP<0.0001)。
化合物
五氧化二釩是釩最重要的化合物,常被用來做催化劑、染料和固色劑。它加熱可放出氧氣,而這個(gè)反應(yīng)是可逆的。有了這個(gè)性質(zhì),令它可催化二氧化硫、苯和萘的氧化反應(yīng),在工業(yè)上應(yīng)用來製造硫酸、鄰苯二甲酐和順丁烯二酐。橙色的它是有毒的。它是兩性的,也是氧化劑。許多金屬的氧化物都不溶於水,它卻微溶於水。
特殊性質(zhì)
摩洛哥釩鉛礦
釩的鹽類的顏色真是五光十色,有綠的、紅的、黑的、黃的,綠的碧如翡翠,黑的猶如濃墨。如二價(jià)釩鹽常呈紫色;三價(jià)釩鹽呈綠色,四價(jià)釩鹽呈淺藍(lán)色,四價(jià)釩的
堿性衍生物常是棕色或黑色,而五氧化二釩則是紅色的。這些色彩繽紛的釩的化合物,被制成鮮艷的顏料:把它們加到玻璃中,制成彩色玻璃,也可以用來制造各種墨水。
五光+色的釩鹽
帆的鹽類的顏色真是五光十色,有綠的、紅的、黑的、黃的,綠的碧如翡翠,黑的猶如濃墨。比如說吧,化合價(jià)是二的釩鹽一般都是紫色的,三價(jià)釩鹽是綠色的,四價(jià)釩鹽是淺藍(lán)色的,而五氧化二釩常是紅色的。我們的世界,需要各種各樣的顏色來裝扮。這些色彩繽紛的釩的化合物,可以用來制造各種各樣的顏料,用它們就能把我們的生活打扮得更美麗。如果把釩鹽加入玻璃中,就能生產(chǎn)出非常好看的彩色玻璃。把釩鹽加入墨水中,就能制造出各種彩色墨水。釩的化合物不但有豐富的色彩,還有極強(qiáng)的毒性。如果人體內(nèi)的釩鹽過多,就會(huì)得病。但讓人意外的是,如果在牛和豬的飼料中加入微量的釩鹽,卻能使它們的食量增加,脂肪層加厚。
資源分布
釩系列
釩的地殼豐度為136X10-4%,已發(fā)現(xiàn)釩礦物約70種。世界釩儲(chǔ)量436.3萬噸,主產(chǎn)南非、俄羅斯、芬蘭、美國、中國。釩廣泛存在于鐵礦、石油、頁巖和鈾、磷、鉛礦物中。釩欽磁鐵礦是生產(chǎn)釩的主要資源,中國釩欽磁鐵礦主產(chǎn)四川攀枝花地區(qū)和河北承德等地。世界上已知的釩儲(chǔ)量有98%產(chǎn)于釩鈦磁鐵礦。除釩鈦磁鐵礦外、釩資源還部分賦存于磷塊巖礦,含鈾砂巖,粉砂巖,鋁土礦,含碳質(zhì)的原油、煤、油頁巖及瀝青砂中。
世界釩鈦磁鐵礦的儲(chǔ)量很大,并且集中在少數(shù)幾個(gè)國家和地區(qū),包括:獨(dú)聯(lián)體、美國、中國、南非、挪威、瑞典、芬蘭、加拿大、澳大利亞,并且集中分布在南非洲、北美洲等地區(qū)。根據(jù)1988年美國礦業(yè)局統(tǒng)計(jì)資料表明,世界釩儲(chǔ)量基礎(chǔ)為1.6億噸(以釩計(jì))。按目前的開采量計(jì)算,世界現(xiàn)探明的釩資源可供開采150年。從儲(chǔ)量基礎(chǔ)看,南非占46%,獨(dú)聯(lián)體占23.6%,美國占13.1%,中國占11.6%,其它國家的總和不足6%。
在南非,釩通常在釩磁鐵礦的礦層中產(chǎn)生。這些礦層的平均品位為1.5%。據(jù)估計(jì),南非釩儲(chǔ)量約為1250萬噸,世界第一。
我國釩儲(chǔ)量為2055萬噸(以V2O5計(jì)),主要賦存釩鈦磁鐵礦中,且集中分布在四川的攀枝花市、河北承德市。攀枝花釩儲(chǔ)量為1295萬噸,占全國釩儲(chǔ)量的63%。
最新數(shù)據(jù):承德市2009年探明釩鈦磁鐵礦80億噸中國是釩資源比較豐富的國家,釩礦主要分布在四川的攀枝花和河北的承德,大多數(shù)是以石煤的形式存在。釩的性質(zhì)和鉭以及鈮相似,在它被發(fā)現(xiàn)后英國化學(xué)家羅斯科研究了它的性質(zhì),確定它與鉭和鈮相似,這為它們?nèi)齻€(gè)在元素周期表中共建一個(gè)分族建立了基礎(chǔ)。
釩的蹤跡遍布全世界。在地殼中,釩的含量并不少,平均在兩萬個(gè)原子中,就有一個(gè)釩原子,比銅、錫、鋅、鎳的含量都多,但釩的分布太分散了,幾乎沒有含量較多的礦床。在海水中,在海膽等誨洋生物體內(nèi),在磁鐵礦中,在多種瀝青礦物和煤灰中,在落到地球的隕石和太陽的光譜線中,人們都發(fā)現(xiàn)了釩的蹤影??梢哉f,幾乎所有的地方都有釩,可是世界到處釩的含量都不多。表面看來,釩跟鐵沒什么兩樣,同樣穿著銀灰色的衣眼,但釩比鐵要堅(jiān)硬得多,而且在常溫下,釩十分“冷靜”,它不會(huì)被氧化,即使把它加熱到攝氏三百度,它依舊如故,仍然是亮堂堂的。它也不怕水、各種稀酸和堿液的腐蝕。在各種金屬中,它可真特別。
礦物及產(chǎn)量
鎳釩合金
釩廣泛分布于地殼中。已知的含釩礦物超過65種。其中較重要的有綠硫釩礦(V2S+nS)、釩鉛礦【PbCl2•3Pb3(VO4)2】、硫釩銅礦(3Cu2S•V2S5)、鈦鈰鈾礦(Fe,U,V,Cr及稀土的鈦酸鹽)、釩云母【2K2O•2Al2O3•(Mg,Fe)O•3V2O5•10SiO2•4H2O】和釩鉀鈾礦(K2O•2UO3•V2O5•3H2O)等。最初秘魯?shù)木G硫釩礦是釩的主要來源,隨后鉀釩鈾礦(副產(chǎn)鈾)和釩云母成了釩的重要來源。在納米比亞和贊比亞發(fā)現(xiàn)的鉛、銅、鋅的釩酸鹽礦也是較大的釩礦床。釩鹽是磷酸和肥料工業(yè)的副產(chǎn)品。含釩鐵礦和含釩磁鈦鐵礦也是愈來愈重要的來源。某些原油中也含釩,可從燃燒后的飛灰和鍋爐灰渣中回收。據(jù)估計(jì)世界釩的資源總計(jì)為1578萬噸,蘇聯(lián)和阿扎尼亞的儲(chǔ)量較大。中國有豐富的釩鈦鐵礦資源。
1979年和1980年世界釩礦的產(chǎn)量(以釩計(jì))分別為37694噸和36606噸。產(chǎn)量最大的為納米比亞,1980年為11340噸;其次為蘇聯(lián),1980年為9979噸。1980年美國釩的消費(fèi)量為5357噸,其用途分配為:交通運(yùn)輸33%,機(jī)械32%,建筑20%,化學(xué)5%,其他10%。1979年4月美國釩的價(jià)格為14.4美元/公斤。80%品位釩鐵中每公斤釩為14.9~15.6美元。1981年98%純度的五氧化二釩(V2O5)中每公斤釩為7.4~10.1美元。
提煉方法
釩的生產(chǎn)第一步是從各種類型的含釩礦石中制取釩的氧化物或其他化合物,然后再用以生產(chǎn)釩鐵合金或金屬釩。
釩化合物的制取 從含釩礦石提取釩時(shí),一般是把礦石破碎,磨細(xì),然后與鈉鹽(如氯化鈉、硫酸鈉或碳酸鈉等)混合,在850℃焙燒,釩轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苡谒钠C酸鈉(NaVO3)。用水浸出(見浸取),加硫酸,調(diào)整pH到2~3,即可沉淀出六釩酸鈉 (Na4V6O17),俗稱“紅餅”。把它于 700℃熔化,即得黑紫色致密的工業(yè)五氧化二釩(V2O5>86%,Na2O占6~10%)。將紅餅溶于碳酸鈉溶液,并調(diào)節(jié)pH,使鐵、鋁和硅等雜質(zhì)沉淀分離,再加NH4Cl使釩沉淀為偏釩酸銨(NH4VO3);經(jīng)過320~430℃煅燒,即得純度為99.8%的V2O5。
從鉀釩鈾礦提取釩,可用硫酸直接浸出,也可以先將礦石焙燒,再用水和稀鹽酸或硫酸浸出。礦石中80%的釩和鈾溶解,然后用叔胺、季胺或烷基磷酸溶劑萃取分離釩和鈾。從釩鈦磁鐵礦提取五氧化二釩,是先經(jīng)磁選除去鈦鐵礦和廢石,將所得精礦經(jīng)高爐或電爐煉成含釩生鐵,再用轉(zhuǎn)爐吹煉造出高釩渣(見鐵水預(yù)處理),然后將粉狀高釩渣與氯化鈉混合焙燒,使釩成為可溶性的偏釩酸鈉,最后用前述處理含釩礦石的方法回收釩。磁選所得含釩磁鐵礦也可以與硫酸鈉一起直接焙燒,生成可溶于水的偏釩酸鈉,趁熱用水浸出。加硫酸調(diào)整pH為2~3,煮沸,沉淀出紅餅。還可以加氯化銨沉淀出白色偏釩酸銨;加氯化鈣,使釩成釩酸鈣沉淀;加硫酸亞鐵沉淀出釩酸鐵,送去煉釩鐵。
金屬釩的制取 工業(yè)上采用金屬熱還原的鈣熱還原法以及70年代發(fā)展的鋁熱還原和真空電子束重熔聯(lián)合法。后者可以制得供核反應(yīng)堆用的純釩。此外也可用真空碳熱還原。
鈣熱還原法 以高純V2O5為原料,配入超過理論量50~60%的金屬鈣,用碘作熔劑和發(fā)熱劑,置于密封的反應(yīng)器或“反應(yīng)彈”內(nèi)反應(yīng)。得到致密金屬錠或熔塊,其中約含碳0.2%,含氧0.02~0.08%,含氮0.01~0.05%和氫0.002~0.01%。
鋁熱還原法 將V2O5與高純鋁在“反應(yīng)彈”中反應(yīng)生成致密的釩鋁合金,然后在1790℃高溫高真空中脫鋁,再經(jīng)真空電子束重熔,除去合金中殘余的鋁和溶解的氧等雜質(zhì),所得金屬釩的純度大于99.9%。也可以經(jīng)過兩次電子束熔煉,獲得純度更高的釩錠。
真空碳熱還原法 制備可鍛釩的重要方法之一。把V2O5先用氫還原成V2O3,再與炭黑混合,在真空爐中經(jīng)多次高溫還原,制得的釩塊約含碳0.02%,含氧0.04%,它在室溫下是可鍛的。
金屬釩還可以用碘化物熱分解法提純,制得純度為99.95%的釩。用氫在 1000℃還原釩的氯化物也可制得可鍛釩。
釩缺乏癥
最被認(rèn)可的釩缺乏表現(xiàn)來自于1987年報(bào)道的對(duì)山羊和大鼠的研究,釩缺乏的山羊表現(xiàn)出流產(chǎn)率增加和產(chǎn)奶量降低。大鼠實(shí)驗(yàn)中,釩缺乏引起生長抑制,甲狀腺重量與體重的比率增加以及血漿甲狀腺激素濃度的變化。對(duì)于人體釩缺乏癥研究尚不明確,有的研究認(rèn)為它的缺乏可能會(huì)導(dǎo)致心血管及腎臟疾病、傷口再生修復(fù)能力減退和 新生兒死亡。
釩的簡(jiǎn)介
釩是正常生長可能必需的礦物質(zhì),釩有多種價(jià)態(tài),有生物學(xué)意義的是四價(jià)和五價(jià)態(tài)。四價(jià)態(tài)釩為氧釩基陽離子,易與蛋白質(zhì)結(jié)合結(jié)合形成復(fù)合物,而防止被氧化。五價(jià)態(tài)釩為氧釩基陽離子,易與其他生物物質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物,在許多生化過程中,釩酸根能與磷酸根競(jìng)爭(zhēng),或取代磷酸根。釩酸鹽以被維生素C、谷胱甘肽或NADH還原。其在人體健康方面的作用,營養(yǎng)學(xué)界,醫(yī)學(xué)界至今仍不是很清楚,仍處在進(jìn)一步發(fā)掘的過程中,但可以確定,釩有重要作用。一般認(rèn)為,它可能有助于防止膽固醇蓄積、降低過高的血糖、防止齲齒、幫助制造紅血球等。每天會(huì)經(jīng)尿液流失部分釩。
食物來源
谷類制品、肉類、雞、鴨、魚、小黃瓜,貝殼類、蘑菇、歐芹、蒔蘿籽黑椒等。
代謝吸收
人類攝入的釩只有少部分被吸收,估計(jì)吸收的釩不足攝入量的5%,大部分由糞便排出。攝入的釩于小腸與低分子量物質(zhì)形成復(fù)合物,然后在血中與血漿運(yùn)鐵蛋白結(jié)合,血中釩很快就運(yùn)到各組織,通常大多組織每克濕重含釩量低于10ng。吸收入體內(nèi)的80%-90%由尿排出,也可以通過膽汁排出,每克膽汁含釩為0.55-1.85ng。
生理功能
有實(shí)驗(yàn)顯示,釩調(diào)節(jié)(Nak)-ATP酶、調(diào)節(jié)磷酰轉(zhuǎn)移酶、腺苷酸環(huán)化酶、蛋白激酶類的輔因子,與體內(nèi)激素,蛋白質(zhì),脂類代謝關(guān)系密切??梢种颇暧状笫蟾闻K合成膽固醇??赡艽嬖谝韵伦饔茫?/p>
1.防止因過熱而疲勞和中暑。
2.促進(jìn)骨骼及牙齒生長。
3.協(xié)助脂肪代謝的正常化。
4.預(yù)防心臟病突發(fā)。
5.協(xié)助神經(jīng)和肌肉的正常運(yùn)作。
需要人群
尚無研究。
生理需要
尚無具體數(shù)據(jù),人的膳食中每天可提供不足30μg的釩,多為15μg,因此考慮每天從膳食中攝取10μg釩就可以滿足需要。一般不需要特別補(bǔ)充;需要提醒的是,攝取合成的釩容易引起中毒;另外吸煙會(huì)降低釩的吸收。
過量表現(xiàn)
釩在體內(nèi)不易蓄積,因而由食物攝入引起的中毒十分罕見,但每天攝入10mg以上或每克食物中含釩10 -20微克,可發(fā)生中毒。通常可出現(xiàn)生長緩慢、腹瀉、攝入量減少和死亡。
釩 - 生理
在生物體內(nèi)釩是一些酶的必要組成部分。一些固氮的微生物使用含釩的酶來固定空氣中的氮。鼠和雞也需要少量的釩,缺釩會(huì)阻礙它們的生長和繁殖。含釩的血紅蛋白存在于海鞘類動(dòng)物中。一些含釩的物質(zhì)具有類似胰島素的效應(yīng),也許可以用來治療糖尿病。
人體各器官對(duì)釩的需要量
釩在人體內(nèi)含量極低,體內(nèi)總量不足1mg。主要分布于內(nèi)臟,尤其是肝、腎、甲狀腺等部位,骨組織中含量也較高。人體對(duì)釩的正常需要量為100μg/d。
釩在胃腸吸收率僅5%,其吸收部位主要在上消化道。此外環(huán)境中的釩可經(jīng)皮膚和肺吸收入體中。血液中約95%的釩以離子狀態(tài)(VO2+)與轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合而送輸,因此釩與鐵在體內(nèi)可相互影響。
釩對(duì)骨和牙齒正常發(fā)育及鈣化有關(guān),能增強(qiáng)牙對(duì)齲牙的抵抗力。釩還可以促進(jìn)糖代謝,刺激釩酸鹽依賴性NADPH氧化反應(yīng),增強(qiáng)脂蛋白脂酶活性,加快腺苷酸環(huán)化酶活化和氨基酸轉(zhuǎn)化及促進(jìn)紅細(xì)胞生長等作用。因此釩缺乏時(shí)可出現(xiàn)牙齒、骨和軟骨發(fā)育受阻。肝內(nèi)磷脂含量少、營養(yǎng)不良性水腫及甲狀腺代謝異常等。
釩污染病
湖北監(jiān)利釩污染致近千人患嚴(yán)重皮膚病,金秋十月,監(jiān)利縣三洲鎮(zhèn)的田野里,雪白的棉花早已炸開了桃,等待采摘,該鎮(zhèn)三號(hào)村的棉農(nóng)史強(qiáng)(化名)卻站在田埂邊徘徊。他一邊在大腿瘙癢處使勁撓抓,一邊搖頭嘆氣:“這棉花不敢要了。只要下地,全身皮膚就會(huì)瘙癢,然后一塊塊起泡潰爛。”三洲鎮(zhèn),一個(gè)坐落在荊江之畔,被長江故道隔出的江中之洲,由于長江的滋潤和灌溉,這里美麗富饒,盛產(chǎn)魚米。但10月3日,網(wǎng)絡(luò)上卻驚現(xiàn)一篇《釩礦污染,三洲鎮(zhèn)將變成人間地獄》的熱帖,引起了社會(huì)及省市環(huán)保部門的強(qiáng)烈關(guān)注和重視。近日,記者走進(jìn)監(jiān)利縣對(duì)該事件展開調(diào)查發(fā)現(xiàn),目前,監(jiān)利縣有投產(chǎn)和在建的非法釩冶煉廠達(dá)9家,且有惡性蔓延趨勢(shì)。這些非法釩冶煉廠所造成的污染使得草木枯萎,飲水變咸,清河變濁,人畜奇怪病變
非法小釩廠利潤示意圖.,曾經(jīng)的魚米之鄉(xiāng)正受到前所未有的污染威脅。長江邊上的“淘金廠”當(dāng)?shù)卮迕褡h論,出現(xiàn)怪事的原因在于當(dāng)?shù)氐?ldquo;淘金廠”,也就是建在三洲鎮(zhèn)熊洲村和上沙村的五氧化二釩冶煉廠。因?yàn)殁C廠煉出的礦物,能賣出天價(jià),所以當(dāng)?shù)厝硕挤Q之為“淘金廠”。
10月9日,天氣陰沉。從監(jiān)利縣尺八鎮(zhèn)的荊江大堤下,乘船渡過曾經(jīng)清澈見底、如今卻水色深綠的長江故道老江河,迎面便是三洲鎮(zhèn)。穿越在棉田間小路上,當(dāng)?shù)叵驅(qū)h師傅告訴記者,上個(gè)月,他在三洲鎮(zhèn)幫人采棉花,可棉花沒摘到幾斤,他全身突然奇癢無比,眼部也浮腫起來,“一起采棉花的幾名婆婆臉上全部腫了,嚴(yán)重的還破皮潰爛。”這樣奇怪的事情接連發(fā)生,隨后,無論棉田老板出多高的價(jià)格請(qǐng)短工,也沒有人愿意去采摘三洲的棉花了。于是,三洲鎮(zhèn)幾個(gè)村數(shù)萬畝棉花只好爛在地里。黨師傅說,當(dāng)?shù)卮迕褡h論,出現(xiàn)這種怪事的原因在于當(dāng)?shù)氐?ldquo;淘金廠”,也就是建在三洲鎮(zhèn)熊洲村和上沙村的五氧化二釩冶煉廠。因?yàn)殁C廠煉出的礦物,能賣出天價(jià),所以當(dāng)?shù)厝硕挤Q之為“淘金廠”。在緊鄰熊洲村的三號(hào)村村頭,記者看到該村村民史強(qiáng)(化名)抽著煙,徘徊在自己棉花田的田埂邊。“棉花上有毒。我上次采棉花時(shí),全身奇癢,兩條腿都潰爛了,至今未愈。”史強(qiáng)說,自那次起,他再也不敢下地干活。村民胡三嬌(化名)的臉部也腫脹了近一個(gè)月。因?yàn)椴蝗绦目粗荒甑南M麪€在田里,胡三嬌將自己全身包裹嚴(yán)實(shí)后,下地采棉花。然而,在難以保護(hù)的臉部和手指等處,還是開始起紅斑變癢。“我把皮炎平當(dāng)化妝品抹,但一點(diǎn)效果都沒有。”
非法小釩廠刺痛魚米之鄉(xiāng),一名漁民說,以前,老江河的水清澈見底,魚蝦肥美,可如今,老江河的水開始變深綠,魚也變得畸形。附近尺八鎮(zhèn)的居民說,他們不再吃自來水,生活用水全靠買來的純凈水。記者來到熊洲村時(shí),村里一根數(shù)十米高的煙囪正冒著濃烈的白煙。破舊的廠區(qū)內(nèi),堆滿了生產(chǎn)用的煤鋼石、工業(yè)鹽及釩礦石。這里便是三洲網(wǎng)友反映強(qiáng)烈的熊洲村釩廠。這個(gè)釩廠約2000平米,原先是當(dāng)?shù)氐囊粋€(gè)廢棄的糧庫。記者冒名混進(jìn)了廠區(qū),一股怪味撲面而來。5名男子,正肩挑背馱地將各種原料送進(jìn)正在燃燒的高爐。整個(gè)廠區(qū)現(xiàn)場(chǎng),只有一名自稱姓鄧的男子負(fù)責(zé)。聽口音,鄧某及其工廠工人并不是監(jiān)利人。一名工人說,他們來自湖南。記者假稱有事找老板,這位鄧姓負(fù)責(zé)人稱,老板叫付新河,原先是村里的書記。在工廠工作人員食堂旁邊,有幾個(gè)裝滿水的水泥池,池里裝滿紅灰色的小球。工作人員說,這些小球是釩礦石經(jīng)過燒制后的半成品。繞過廠區(qū),茶黃色的液體沒有經(jīng)過任何處理,就直接從釩廠的排污口源源不斷地流出來,通過一條水溝,直接排進(jìn)了旁邊的老江河。一名漁民說,以前,老江河的水清澈見底,魚蝦肥美,可如今,老江河的水開始變深綠,魚也變得畸形,味道也非常奇怪。而且,只要人到河里游泳,全身必定起紅斑,奇癢難忍。附近尺八鎮(zhèn)的居民說,他們不再吃自來水,生活用水全靠買來的純凈水。如今,原本便宜的桶裝純凈水價(jià)格也節(jié)節(jié)攀升。
近千居民群發(fā)嚴(yán)重皮膚病,容城鎮(zhèn)三閭新村的老醫(yī)生饒自立說,他從醫(yī)40年,從未見過這樣奇怪的群發(fā)性皮膚病。每一位患者癥狀表現(xiàn)為腫脹、發(fā)紅、皮膚壞死,顯然,這都是接觸性和過敏性皮炎的癥狀。2008年10月10日早晨,監(jiān)利容城鎮(zhèn)新洲垸的漁民陳師傅,拎著自己捕來的新鮮魚,趕到縣城大市場(chǎng)售賣。但一名買魚人的話深深刺痛了陳師傅。對(duì)方說,新洲釩污染嚴(yán)重,那里產(chǎn)的魚有毒,不能吃。無奈,陳師傅只有拎著魚跑了回來。這一天,陳師傅有種說不出的傷心。監(jiān)利縣城所在地容城鎮(zhèn),居住著數(shù)十萬人口。在該鎮(zhèn)新洲垸,近兩個(gè)月來,突然爆發(fā)奇怪 釩皮膚病。整個(gè)垸子,男女老近千人同時(shí)就醫(yī),嚴(yán)重者轉(zhuǎn)往縣醫(yī)院,動(dòng)輒花費(fèi)上千元錢,給許多農(nóng)民增添了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。容城鎮(zhèn)三閭新村的老醫(yī)生饒自立說,他從醫(yī)40年,從未見過這樣奇怪的群發(fā)性皮膚病。每一位患者癥狀表現(xiàn)為腫脹、發(fā)紅、皮膚壞死,顯然,這都是接觸性和過敏性皮炎的癥狀。老醫(yī)生只知道,這都是新洲垸的一個(gè)化工廠所致,但具體是何原因所致,他也不清楚。
關(guān)停小釩廠,村民鳴鞭慶祝。閘上村的劉師傅還記得,釩廠煙囪熄火的那天,當(dāng)?shù)乩习傩张d奮地奔走相告,有人還鳴放鞭炮慶祝。據(jù)了解,目前,監(jiān)利縣違法小釩廠煉釩采用的是傳統(tǒng)的鈉化焙燒冶煉方法,根本沒有環(huán)保措施,其冶煉過程中會(huì)產(chǎn)生大量廢氣、廢水和廢渣,對(duì)人的呼吸系統(tǒng)和皮膚危害較大,對(duì)植被和農(nóng)作物能產(chǎn)生毀滅性影響,廢水中含有鎘、砷等一類污染物。監(jiān)利縣汪橋鎮(zhèn)是最先將釩廠“引狼入室”的地區(qū)。據(jù)知情人士介紹,2006年,該鎮(zhèn)搞不清楚釩的危害時(shí),把釩冶煉項(xiàng)目作為招商項(xiàng)目引進(jìn)。但經(jīng)過整治,這個(gè)釩廠已經(jīng)關(guān)閉了一段時(shí)間。閘上村的劉師傅還記得,釩廠煙囪熄火的那天,當(dāng)?shù)乩习傩张d奮地奔走相告,有人還鳴放鞭炮慶祝。閘上村8組在汪橋釩廠的北邊約100米遠(yuǎn)的地方。劉師傅說,釩廠生產(chǎn)的日子里,只要起南風(fēng),一股刺鼻的濃烈硫磺味就會(huì)飄過來,熏得家家戶戶都不敢開門。天空中墜落的塵埃,飄進(jìn)眼睛里,會(huì)像針扎一樣鉆心的疼。若赤腳走在鋪滿釩渣的路上,腳板就會(huì)奇癢難忍。村民劉強(qiáng)(化名)也說,自從這個(gè)礬廠建起來后,一畝田至少減產(chǎn)200斤糧食,棉花也減產(chǎn)100多斤。