11.6 KB · ⇊ 4 parts · ⤓ Micron 11.6 KB · ⤓ HTML 35.6 KB

top

Il mwawferrovanadio (FeV) è una mwbalega madre costituita principalmente da mwbqferro e mwbgvanadio, con un contenuto di vanadio di almeno il 50% in peso. Questa lega viene prodotta mediante riduzione delle corrispondenti mwbwmaterie prime o dei loro concentrati.cite-ref-ull02-1-0[1] Il prodotto si presenta come un solido cristallino argenteo grigiastro che può essere frantumato ottenendo la cosiddetta "polvere di ferrovanadio" che viene addizionata agli mwdaacciai per ottenere grana fina, durezza e resistenza alla torsione e alle alte temperature.cite-ref-hat04-2-0[2]

• Composizione

• Sintesi

• Riduzione con ferrosilicio

• Riduzione con alluminio

• Applicazioni

• Tossicologia

• Curiosità

• Note

• Bibliografia

Il ferrovanadio ha in genere un contenuto di vanadio compreso nell'intervallo 35-85%; il ferrovanadio più comune è il FeV80 che ne contiene 80%.cite-ref-swi16-3-0[3] Oltre a ferro e vanadio, nel ferrovanadio sono contenute piccole percentuali di silicio, alluminio, carbonio, zolfo, fosforo, arsenico, rame e manganese. Queste componenti minori possono arrivare fino all'11% in peso della lega. La composizione specifica determina il tipo particolare di ferrovanadio, come illustrato nella tabella successiva.cite-ref-gas13-4-0[4]

| Tipo di ferrovanadio | V | Si | Al | C | S | P | As | Cu | Mn |

|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|

| FeV75C0.1 | 70-85 | 0,8 | 2,0 | 0,1 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,1 | 0,4 |

| FeV75C0.15 | 70-85 | 1,0 | 2,5 | 0,15 | 0,1 | 0,1 | 0,05 | 0,1 | 0,6 |

| FeV50C0.4 | 48-60 | 1,8 | 0,2 | 0,4 | 0,02 | 0,07 | 0,01 | 0,2 | 2,7 |

| FeV50C0.5 | 48-60 | 2,0 | 0,3 | 0,5 | 0,02 | 0,07 | 0,01 | 0,2 | 4,0 |

| FeV50C0.6 | 48-60 | 2,0 | 0,3 | 0,6 | 0,03 | 0,07 | 0,02 | 0,2 | 5,0 |

| FeV50C0.3 | >50 | 2,0 | 2,5 | 0,3 | 0,1 | 0,1 | 0,05 | 0,2 | 0,2 |

| FeV50C0.75 | >50 | 2,0 | 2,5 | 0,75 | 0,1 | 0,1 | 0,05 | 0,2 | 0,2 |

| FeV40C0.5 | 35-48 | 2,0 | 0,5 | 0,5 | 0,05 | 0,08 | 0,03 | 0,2 | 2,0 |

| FeV40C0.75 | 35-48 | 2,0 | 0,5 | 0,75 | 0,05 | 0,08 | 0,03 | 0,4 | 4,0 |

| FeV40C1 | 35-48 | 2,0 | 0,5 | 1,0 | 0,05 | 0,1 | 0,03 | 0,4 | 6,0 |

Circa 85% del vanadio estratto dai minerali presenti sulla mwrqcrosta terrestre è ridotto producendo leghe come il ferrovanadio. Nel passato la riduzione era condotta con carbone, ma inevitabilmente si formavano carburi di vanadio intrattabili. Per aggirare questo inconveniente la riduzione è ora effettuata con mwrgferrosilicio (una lega ferrosa contenente il 15-90% di silicio) o con mwrwalluminio.cite-ref-ull02-1-1[1]cite-ref-gre97-5-0[5]

mwugPentossido di vanadio (Vmwuw2Omwva5), ferrosilicio (FeSi75), calce (mwvqCaO) e le scorie (gli scarti riciclati contenenti vanadio) sono trattati in un mwvgforno elettrico ad arco a 1850mwvw ºC. Il silicio contenuto nel ferrosilicio riduce il vanadio da Vmwwa2Omwwq5 a vanadio metallico; quest'ultimo si lega al ferro formando il ferrovanadio. In una seconda fase si aggiungono anidride vanadica e calce in eccesso per esaurire il silicio e affinare la lega. Con questa procedura si ottiene ferrovanadio contenente 35-60% di vanadio.cite-ref-gas13-4-2[4]cite-ref-ver07-6-0[6]

mwza 2 V 2 O 5 + 5 ( Fe y / 5 Si ) lega + 10 CaO ⟶ ⟶ 4 ( Fe y / 4 V ) lega + 5 Ca 2 SiO 4 {\displaystyle {\ce {2V2O5\ +\ 5(Fe_{y/5}Si)_{\mathrm {lega} }\ +\ 10CaO->4(Fe_{y/4}V)_{\mathrm {lega} }\ +\ 5Ca2SiO4}}}

Ferro, pentossido di vanadio, alluminio in polvere e calce sono trattati in un forno elettrico ad arco. Il processo è fortemente esotermico e una volta iniziato si autoalimenta. Analogamente al caso del silicio, l'alluminio riduce il vanadio da Vmwzw2Omw0a5 a vanadio metallico, che si scioglie nel ferro formando il ferrovanadio. Con questa procedura si ottengono leghe ad alto tenore di vanadio; si può arrivare al 90%.cite-ref-ull02-1-2[1]cite-ref-gas13-4-3[4]cite-ref-wan16-7-0[7]

Il ferrovanadio è usato principalmente come lega madre per la produzione di mw3wacciai quali acciaio al carbonio, acciaio legato, acciaio rapido e super rapido e acciaio debolmente legato ad alta resistenza (HSLA). Questi acciai sono utilizzati per produrre componenti automobilistiche, tubi, utensili e altri oggetti.cite-ref-wan16-7-1[7]

L'aggiunta di vanadio indurisce l'acciaio rendendolo più resistente alla temperatura e alla torsione.cite-ref-hat04-2-1[2] La maggior robustezza è il risultato della formazione di carburi di vanadio con una struttura cristallina rigida e una granulometria più fine, in modo da diminuire la mw6qduttilità dell'acciaio.cite-ref-wan16-7-2[7] Oltre che per modificare la composizione dell'acciaio, il ferrovanadio può anche essere usato per rivestirlo. Un rivestimento di ferrovanadio nitrurato fa crescere del 30-50% la resistenza all'abrasione dell'acciaio.cite-ref-8[8]

Il ferrovanadio in forma massiva non è pericoloso. La polvere di ferrovanadio è mw9airritante per contatto con gli occhi e per inalazione. La polvere ha provocato bronchite e polmonite cronica in animali esposti per due mesi ad intervalli ad alta concentrazione (1000-2000 mg/mmw9q3) di polvere. Questi effetti a lungo termine non sono stati però osservati nell'uomo.cite-ref-hat04-2-2[2]

• Il ferrovanadio venne realizzato massicciamente in mw-qUnione Sovietica, a mw-gTula, nel consorzio tecnico-produttivo mw-wTulacernet. Venne prodotto in un ciclo chiuso, senza immissione di sostante nocive nell'atmosfera. A questo lavoro, visto che era un'innovazione nella scienza, venne dato il mwaqaPremio Lenincite-ref-9[9].

cite-note-ull02-11. ↑ mwaq8mwaraBauer et al. 2002

cite-note-hat04-22. ↑ mwargmwarkHathaway e Proctor 2004

cite-note-swi16-33. ↑ mwar0mwar4Swinbourne et al. 2016

cite-note-gas13-44. ↑ mwasgmwaskGasik 2013

cite-note-gre97-55. ↑ mwas0mwas4Greenwood e Earnshaw 1997

cite-note-ver07-66. ↑ mwatimwatmVermaak 2007

cite-note-wan16-77. ↑ mwatsmwatwWang e Sutulov 2016

cite-note-88. ↑ mwauamwaueIvanova e Narkevich 2008

cite-note-99. ↑ Cfr. A. Guber, mwauuMade in Urss, Casa Editrice Roberto Napoleone, Roma, 1982, pp. 78-79.

• citerefull02(EN) G. Bauer, V. Güther, H. Hess e altri, Vanadium and Vanadium Compounds, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, 2002, DOI:10.1002/14356007.a27_367.

• citerefgas13(EN) M. Gasik (a cura di), Handbook of Ferroalloys: Theory and Technology, Oxford, Butterworth-Heinemann, 2013, ISBN 978-0-08-097753-9.

• citerefgre97(EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.

• citerefhat04(EN) G. J. Hathaway e N. H. Proctor, Proctor and Hughes' Chemical Hazards of the Workplace, 5ª ed., Hoboken, Wiley-Interscience, 2004, ISBN 0-471-26883-6.

• citerefiva08(EN) E. A. Ivanova e N. A. Narkevich, Coatings Dispersely Hardened by Nitrided Ferrovanadium and Applied by the Electron-Beam Method (PDF), in Steel in Translation, vol. 38, n. 10, 2008, pp. 820-823, DOI:10.3103/S0967091208100070.

• citerefswi16(EN) D. R. Swinbourne, T. Richardson e F. Cabalteja, Understanding ferrovanadium smelting through computational thermodynamics modelling, in Mineral Processing and Extractive Metallurgy, vol. 125, n. 1, 2016, pp. 45-55, DOI:10.1179/1743285515Y.0000000019.

• citerefver07M. K. G. Vermaak, Vanadium recovery in the electro-aluminothermic production of ferrovanadium, su repository.up.ac.za, University of Pretoria, 2007. URL consultato l'8 giugno 2018.

• citerefwan16C. T. Wang e A. Sutulov, Vanadium processing, su Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 2016. URL consultato il 9 giugno 2018.