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釩的工業用途

發布時間:2019/05/15

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,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“化學面包”之

主要用于制造高速切削鋼及其他合金鋼和催化劑。把釩摻進鋼里,可以制成釩鋼。釩鋼比普通鋼結構更緊密,韌性、彈性與機械強度更高。釩鋼制的穿甲彈,能夠射穿40厘米厚的鋼板。但是,在鋼鐵工業上,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。

釩具有眾多優異的物理性能和化學性能,因而釩的用途十分廣泛,有金屬“維生素”之稱。最初的釩大多應用于鋼鐵,通過細化鋼的組織和晶粒,提高晶粒粗化溫度,從而起到增加鋼的強度、韌性和耐磨性。后來,人們逐漸又發現了釩在鈦合金中的優異改良作用,并應用到航空航天領域,從而使得航空航天工業取得了突破性的進展。隨著科學技術水平的飛躍發展,人類對新材料的要求日益提高。釩在非鋼鐵領域的應用越來越廣泛,其范圍涵蓋了航空航天、化學、電池、顏料、玻璃、光學、醫藥等眾多領域。釩“現代工業的味精”,是發展現代工業、現代國防和現代科學技術不可缺少的重要材料。釩在冶金業中用量最大。從世界范圍來看,釩在鋼鐵工業中的消耗量占其生產總量的85%。與此同時,釩在化工、釩電池、航空航天等其它領域的應用也在不斷擴展,且具有良好發展前景。

釩在鋼鐵工業中主要用作合金添加劑,鋼鐵工業的發展變化對預測釩的需求至關重要。也就是說,鋼鐵對釩的需求趨勢決定了釩工業的命運。

中國鋼產量大約6億噸,平均每噸釩的消費強度增加10g,折合五氧化二釩約為1.1萬噸。而在美國,碳素鋼和高強度低合金鋼是鋼鐵工業中釩用量最大的鋼種,占鋼鐵工業釩用量的60%以上,其次是高合金鋼。

釩電池

釩電池是目前發展勢頭強勁的優秀綠色環保蓄電池之一(它的制造、使用及廢棄過程均不產生有害物質),它具有特殊的電池結構,可深度大電流密度放電;充電迅速;比能量高;價格低廉;應用領域十分廣闊:如可作為大廈、機場、程控交換站備用電源;可作為太陽能等清潔發電系統的配套儲能裝置;為潛艇、遠洋輪船提供電力以及用于電網調峰等。

釩電池成本與鉛酸電池相近,它還可制備兆瓦級電池組,大功率長時間提供電能,因此釩電池在大規模儲能領域具有鋰離子電池、鎳氫電池不可比擬的性價比優勢。釩電池生產工藝簡單,價格經濟,電性能優異,與制造復雜、價格昂貴的燃料電池相比,無論是在大規模儲能還是電動汽車動力電源的應用前景方面,都更具競爭實力。

與其它化學電源相比,釩電池具有明顯的優越性,主要優點如下:1、功率大:通過增加單片電池的數量和電極面積,即可增加釩電池的功率,目前美國商業化示范運行的釩電池的功率已達6兆瓦。2、容量大:通過任意增加電解液的體積,即可任意增加釩電池的電量,可達吉瓦時以上;通過提高電解液的濃度,即可成倍增加釩電池的電量。3、效率高:由于釩電池的電極催化活性高,且正、負極活性物質分別存儲在正、負極電解液儲槽中,避免了正、負極活性物質的自放電消耗,釩電池的充放電能量轉換效率高達75%以上,遠高于鉛酸電池的45%。4、壽命長:由于釩電池的正、負極活性物質只分別存在于正、負極電解液中,充放電時無其它電池常有的物相變化,可深度放電而不損傷電池,電池使用壽命長。目前商業化示范運行時間最長的釩電池模塊已正常運行超過9年,充放循環壽命超過18000次,遠遠高于固定型鉛酸電池的1000次。5、響應速度快:釩電池堆里充滿電解液可在瞬間啟動,在運行過程中充放電狀態切換只需要0.02秒,響應速度1毫秒。6、可瞬間充電:通過更換電解液可實現釩電池瞬間充電。7、安全性高:釩電池無潛在的爆炸或著火危險,即使將正、負極電解液混合也無危險,只是電解液溫度略有升高。8、成本低:除離子膜外,釩電池部件多為廉價的碳材料、工程塑料,材料來源豐富,易回收,不需要貴金屬作電極催化劑,成本低。9、釩電池選址自由度大,可全自動封閉運行,無污染,維護簡單,運營成本低。


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