Vanadi pentoxit, V2O5, nóng chảy ở 690 độ. Trên nhiệt độ đó, oxit lỏng có khả năng phản ứng cao và bắt đầu mất oxy, do đó khoảng thời gian làm việc thực tế trong lò rất hẹp: chất tan chảy ở dạng lỏng và ăn mòn các lớp lót chịu lửa, và nhiệt độ duy trì gần 1750 độ sẽ thúc đẩy quá trình phân hủy thay vì sôi sạch. Đối với người mua, điểm nóng chảy là con số vật lý hữu ích nhất vì nó thiết lập lộ trình khử, vật liệu nấu chảy và dải kiểm soát nhiệt độ của bất kỳ quá trình tiếp theo nào.
Dữ liệu vật lý và hóa học cho V2O5
| Tài sản | Giá trị |
|---|---|
| Công thức | V2O5 |
| Hàm lượng Vanadi (cân bằng hóa học) | 56.0% V |
| điểm nóng chảy | 690 độ |
| Nhiệt độ phân hủy | khoảng 1750 độ |
| Tỉ trọng | khoảng 3,36 g/cm³ |
| Vẻ bề ngoài | vảy hoặc bột màu cam-vàng đến đỏ-nâu |
| Độ hòa tan trong nước | nhẹ; dễ dàng hòa tan trong kiềm tạo thành vanadate |
V2O5 là oxit lưỡng tính. Trong môi trường kiềm nó tạo thành muối vanadat, còn trong axit mạnh nó hoạt động như một bazơ yếu. Tính chất hóa học đó là lý do khiến oxit bị lọc trong dung dịch kiềm hoặc cacbonat trong hầu hết các tấm thủy luyện, và đó cũng là lý do tại sao natri và kali có trong lò có thể làm giảm điểm nóng chảy hiệu quả của xỉ và tăng tốc độ tấn công vào lớp lót.
Làm thế nào điểm nóng chảy được đo
Đặc tính nóng chảy của V2O5 thường được xác định bằng phân tích nhiệt. Phương pháp tiêu chuẩn để đo nhiệt độ nóng chảy và kết tinh bằng phân tích nhiệt là ASTM E794, sử dụng phép đo nhiệt lượng quét vi sai hoặc phân tích nhiệt vi sai trong tốc độ gia nhiệt được kiểm soát và bầu không khí xác định. Vì V2O5 mất oxy ở nhiệt độ cao nên bầu khí quyển đóng vai trò quan trọng: phép đo được thực hiện trong không khí sẽ cho thấy kết quả bắt đầu hơi khác so với phép đo được thực hiện trong khí trơ và việc chạy lại trên cùng một mẫu sẽ khác nếu vật liệu đã bị khử một phần. Vì mục đích đặc điểm kỹ thuật, nhiều lô phải được thử nghiệm trên mẫu-đã nhận với tốc độ gia nhiệt, không khí và khối lượng mẫu đã nêu.
Điểm nóng chảy, cấp độ và sử dụng công nghiệp
V2O5 thương mại được bán chủ yếu dưới dạng vảy và bột, ở các cấp độ 98%, 99% và 99,5% V2O5, và điểm nóng chảy về cơ bản là giống nhau đối với tất cả chúng. Độ tinh khiết ảnh hưởng đến tạp chất được đưa vào quy trình tiếp theo chứ không phải nhiệt độ nung chảy. Việc sử dụng ở hạ lưu khác nhau về những gì họ cần:
Sản xuất FerrovanadiOxit bị khử bằng nhôm hoặc bằng cacbon khi có mặt sắt. Do phản ứng tỏa nhiệt mạnh nên oxit được tích điện lạnh và thiết kế điện tích kiểm soát nhiệt độ cuối cùng; FeV50 và FeV80 thương mại được xác định theo tiêu chuẩn ASTM A102/A102M và GB/T 4139.
Chất điện phân pin dòng oxy hóa khử Vanadi.V2O5 được hòa tan và khử thành chất điện phân vanadi sunfat. Vật liệu cấp pin-được chỉ định ở mức 99,5% trở lên vì silicon, sắt và crom dư sẽ rút ngắn tuổi thọ của chất điện phân.
Chất xúc tác.V2O5 được hỗ trợ trên titan dioxide là pha hoạt động trong các chất xúc tác khử xúc tác chọn lọc và trong các bộ chuyển đổi axit sulfuric. Ở đây oxit được sử dụng ở dạng phân tán, không phải dạng tan chảy.
Thủy tinh, gốm sứ và bột màu.V2O5 được thêm vào làm chất tạo màu và chất trợ nóng chảy, trong đó điểm nóng chảy thấp so với mẻ silica là một lợi thế.
Xử lý: Tại sao Hình 690 độ lại quan trọng trên trang web
Flake V2O5 ổn định và có thể bảo quản trong hộp kín trong thời gian dài, nhưng có hai điều thay đổi ngay khi nó được đun nóng. Đầu tiên, trên điểm nóng chảy oxit làm ướt và hòa tan hầu hết các vật liệu chịu lửa oxit; Lớp lót silica và alumina bị tấn công nhanh chóng, do đó, lớp lót-alumina cao hoặc cơ bản được sử dụng thay thế. Thứ hai, hơi và bụi thoát ra trong quá trình nấu chảy là độc hại và phải tuân theo giới hạn phơi nhiễm nghề nghiệp nên các lò khử và lò nung được trang bị hệ thống chiết và thu gom bụi. Kiểm soát nhiệt độ cũng có tác động kinh tế trực tiếp: quá nhiệt sẽ thải ra vanadi do bay hơi, trong khi quá nhiệt sẽ để lại oxit không tan chảy làm giảm hiệu suất khử.
Các tiêu chuẩn và tài liệu tham khảo liên quan được sử dụng trong thương mại
Không có thông số kỹ thuật toàn cầu nào khắc phục được điểm nóng chảy của V2O5. Các tài liệu thương mại thường kết hợp chứng chỉ phân tích của nhà cung cấp, xét nghiệm độc lập về hàm lượng V2O5 và quét tạp chất, với các tiêu chuẩn sản phẩm dành cho vật liệu chứa vanadi- tuân theo: ASTM A102/A102M đối với ferrovanadi, GB/T 4139 đối với các loại ferrovanadi và API 5L đối với thép làm đường ống tiêu thụ phần lớn vanadi. Khi cần nhiệt độ nóng chảy hoặc kết tinh, ASTM E794 sẽ cung cấp quy trình thử nghiệm đã được thống nhất.
Câu hỏi thường gặp
Q:Điểm nóng chảy của vanadi pentoxide là gì?
A: Vanadi pentoxit, V2O5, nóng chảy ở 690 độ. Trên nhiệt độ đó, oxit lỏng phản ứng và mất oxy, và ở gần 1750 độ, nó bị phân hủy thay vì sôi sạch.
Q:Điểm nóng chảy có thay đổi theo lớp không?
Trả lời: Không. Các loại thương mại 98%, 99% và 99,5% đều tan chảy ở cùng nhiệt độ. Cấp độ ảnh hưởng đến mức độ tạp chất và năng suất ở hạ lưu chứ không phải điểm nóng chảy.
Q:Điểm nóng chảy của V2O5 được đo như thế nào?
Trả lời: Bằng cách phân tích nhiệt theo tiêu chuẩn ASTM E794, thường là phép đo nhiệt lượng quét vi sai hoặc phân tích nhiệt vi sai, với tốc độ gia nhiệt, không khí và khối lượng mẫu được nêu rõ vì oxit mất oxy khi đun nóng.
Q:Tại sao điểm nóng chảy lại quan trọng trong sản xuất ferrovanadi?
Trả lời: Bởi vì oxit bị khử trong phản ứng tỏa nhiệt mạnh khi tiếp xúc với lớp lót. Biết phạm vi nhiệt hạch và phân hủy cho phép điện tích được cân bằng sao cho dung dịch vẫn ở trạng thái lỏng mà không tấn công vanadi chịu lửa hoặc dễ bay hơi.
Q:V2O5 nguyên chất chứa bao nhiêu vanadi?
Trả lời: Vanadi pentoxit cân bằng hóa học chứa 56,0% vanadi theo khối lượng, đây là hệ số được sử dụng để chuyển giá hoặc khối lượng oxit thành đơn vị vanadi chứa trong đó.
Q:Vanadi pentoxit có tan trong nước không?
Trả lời: Nó chỉ tan ít trong nước và hòa tan dễ dàng trong dung dịch kiềm, tạo thành vanadat. Hành vi đó là cơ sở của các bước lọc kiềm được sử dụng trong hầu hết các bảng quy trình thu hồi vanadi.