Большая Советская Энциклопедия (ВА)

Большая Советская Энциклопедия

пухерит Bi [VO₄ ] — простой безводный ванадат;

фольбортит Cu₃ [CVO₄ ]₂^. 3H₂ O,

карнотит K₂ (UO₂ )₂ [VO₄ ]₂^. ЗН₂ О,

тюямунит Ca (UO₂ )₂ [V₂ O₈ ]₂^. 8H₂ O,

метахьюэттит Ca [V₆ O₁₆ ]^. 3H₂ O — простые и сложные В. п. с кристаллизационной водой;

ванадинит Pb₆ [VO₄ ]₃ Cl

и

деклуазит Pb (Zn, Cu)[VO₄ ] OH — ванадаты с добавочными анионами.

Кристаллохимически В. п. плохо изучены (1969). Определенно устанавливаются островные структуры с тетраэдрами [VO₄ ]^3- , соединёнными только через катионы (Na¹⁺ , К¹⁺ , Ca²⁺ , Вa²⁺ , Cu²⁺ , Pb²⁺ , Zn²⁺ , Mn²⁺ , Bi³⁺ , Al³⁺ ). В. п. кристаллизуются в гексагональной (ванадинит), ромбической, моноклинной и триклинной системах; обычно встречаются в виде порошков, налётов, корочек и редко в виде хорошо образованных кристаллов. Окрacкa преимущественно жёлтая, красная или буровато-красная за счёт аниона [VO₄ ]^3- . Влияние на цвет В. п. оказывают также катионы; так, катион Cu придаёт им зелёные оттенки. Твердость по минералогической шкале 1—4, плотность порядка 2500—7000 кг /м³ . Большинство В. п. — вторичные минералы; по генезису они делятся на две группы: ванадаты, образовавшиеся в зоне окисления сульфидных месторождений (деклуазит, купродеклуазит, ванадинит, пухерит); ванадаты осадочных эпигенетических месторождений (карнотит, тюямунит, фольбортит и др.), образовавшиеся позднее вмещающих их пород. В. п. в ряде случаев являются хорошими рудами для извлечения ванадия и иногда урана.

Лит.: Поваренных А. С., Кристаллохимическая классификация минеральных видов, К., 1966.

  Л. Ф. Борисенко.

Ванадиевые руды

Вана'диевые ру'ды, минеральные образования, содержащие ванадий в количествах, при которых экономически целесообразно его получение современными методами производства. Главными минералами В. р. являются ванадинит (содержит 19% V₂ О₅ ), деклуазит (22%), купродеклуазит (17—22%), карнотит (20%), роскоэлит (21—29%), патронит (17—29%). Ванадий в виде примеси содержится в рудных минералах: титаномагнетите (до 8,8% V₂ О₅ ), магномагнетите (1,6%), магнетите (0,6%), рутиле (1%), ильмените (0,4%).

Месторождения В. р. делятся на эндогенные и экзогенные. Эндогенные месторождения В. р. связаны с областями распространения ультраосновных, основных и щелочных пород и образуются в результате магматических, контактово-метасоматических и гидротермальных процессов. Среди эндогенных месторождений выделяются: магматические — титано-магнетитовые, магнетит-ильменитовые, ильменит-гематитовые в пироксенитах, горнблендитах, оливинитах, габбро, норитах, анортозитах, габбро-диабазах; контактово-метасоматические — магнетитовые в скарнированных породах; гидротермальные — магномагнетитовые в областях распространения траппов. Руды эндогенных месторождений характеризуются невысоким содержанием ванадия (0,1—1% V₂ О₅ ), но очень большими запасами. Наиболее известны месторождения в СССР (Гусевогорское), ЮАР (Магнет), США (Тегавус), Канаде (Лак-Тио), Швеции (Таберг), Финляндии (Отанмяки).

Среди экзогенных месторождений В. р. выделяются: деклуазитовые, купродеклуазитовые и ванадинитовые в зоне окисления свинцово-цинковых и медных руд (с содержанием 2—10% V₂ О₅ ); карнотитовые и роскоэлитовые в пестроцветных породах — тип «Колорадо плато» (1—5% VaOs); ванадиеносные фосфориты (0,1—1% V₂ О₅ ), ванадиеносные нефти (в золе содержится 5—58% V₂ О₅ ); патронитовые в асфальтитах (в золе до 50% V₂ О₅ ); титаномагнетитовые россыпи, преимущественно прибрежно-морские (с содержанием V₂ О₅ около 0,3%). Крупные экзогенные месторождения В. р. известны в США (Колорадо плато), в Намибии (Берг-Аукас), Замбии (Брокен-Хилл).

В. р. всех типов являются комплексными, в них, помимо ванадия, содержатся железо, титан, уран, свинец, цинк, медь, молибден, алюминий, фосфор. В будущем источниками извлечения ванадия смогут быть: оолитовые бурые железняки (железо-фосфористые руды), характеризующиеся низким содержанием V₂ О₅ (0,07—0,2%), но большими запасами: углисто-кремнистые

сланцы (0,2—1,5% V₂ О₅ ); бокситы (0,02—0,04%); золы углей и горючих сланцев (0,2%); железомарганцевые конкреции океанов (0,1% V₂ О₅ ). производство ванадия в 1968 (капиталистические страны) составило 10 тыс. т , в том числе в США — 5,2, ЮАР — 2,3.

Лит.: Дэнче в В. И., Шиловский П. П., Ванадий, в сборнике: Металлы в осадочных толщах, [т. 2], М., 1965.

Л. Ф. Борисенко.

Ванадий

Вана'дий (Vanadium), V, химический элемент V группы периодической системы Менделеева; атомный номер 23, атомная масса 50,942; металл серо-стального цвета. Природный В. состоит из двух изотопов: ⁵¹ V (99,75%) и ⁵⁰ V (0,25%); последний слабо радиоактивен (период полураспада Т_1/2 = 10¹⁴ лет). В. был открыт в 1801 мексиканским минералогом А. М. дель Рио в мексиканской бурой свинцовой руде и назван по красивому красному цвету нагретых солей эритронием (от греч. erythr'os — красный). В 1830 шведский химик Н. Г. Сефстрём обнаружил новый элемент в железной руде из Таберга (Швеция) и назвал его В. в честь древнескандинавской богини красоты Ванадис. Английский химик Г. Роско в 1869 получил порошкообразный металлический В. восстановлением VCl₂ водородом. В промышленном масштабе В. добывается с начала 20 в.

Содержание В. в земной коре составляет 1,5-10^{– 2} % по массе, это довольно распространённый, но рассеянный в породах и минералах элемент. Из большого числа минералов В. промышленное значение имеют патронит, роскоэлит, деклуазит, карнотит, ванадинит и некоторые др. (см. Ванадиевые руды ). Важным источником В. служат титаномагнетитовые и осадочные (фосфористые) железные руды, а также окисленные медно-свинцово-цинковые руды. В. извлекают как побочный продукт при переработке уранового сырья, фосфоритов, бокситов и различных органических отложений (асфальтиты, горючие сланцы). См. также Ванадаты природные .

Физические и химические свойства. В. имеет объёмноцентрированную кубическую решётку с периодом a = 3,0282

. В чистом состоянии В. ковок, легко поддаётся обработке давлением. Плотность 6,11 г /см³ , t_пл 1900 ± 25°С, t_кип 3400°С; удельная теплоёмкость (при 20—100°С) 0,120 кал /гград ; термический коэффициент линейного расширения (при 20—1000°С) 10,6·10^{– 6}град^{– 1} , удельное электрическое сопротивление при 20 °С 24,8·10^{– 8}ом ·м (24,8·10^{– 6}ом ·см ), ниже 4,5 К В. переходит в состояние сверхпроводимости. Механические свойства В. высокой чистоты после отжига: модуль упругости 135,25 н /м² (13520 кгс /мм² ), предел прочности 120 нм /м² (12 кгс /мм² ), относительное удлинение 17%, твердость по Бринеллю 700 мн /м² (70 кгс /мм² ). Примеси газов резко снижают пластичность В., повышают его твёрдость и хрупкость.

При обычной температуре В. не подвержен действию воздуха, морской воды и растворов щелочей; устойчив к неокисляющим кислотам, за исключением плавиковой. По коррозионной стойкости в соляной и серной кислотах В. значительно превосходит титан и нержавеющую сталь. При нагревании на воздухе выше 300°С В. поглощает кислород и становится хрупким. При 600—700°С В. интенсивно окисляется с образованием пятиокиси V₂ O₅ , а также и низших окислов. При нагревании В. выше 700°С в токе азота образуется нитрид VN (t_пл 2050°С), устойчивый в воде и кислотах. С углеродом В. взаимодействует при высокой температуре, давая тугоплавкий карбид VC (t_пл 2800°С), обладающий высокой твёрдостью.