钒渣焙烧过程钒元素价态变化特征探讨

综合利用光电子能谱及矿物分析仪,研究了钒渣及无盐焙烧阶段不同温度节点下的钒渣熟料的矿物组成及钒元素价态组成。结果表明:钒尖晶石、铁橄榄石和钙铁辉石含量随焙烧温度升高而下降,氧化铁、铁板钛矿、钒酸锰等矿物含量随焙烧温度升高而增加;随焙烧温度升高,钒渣逐步由以V^(3+)氧化为V^(4+)为主的边缘氧化向V^(3+)氧化为V^(4+)与V^(4+)氧化为V 5+共存的内部氧化过渡;钒尖晶石中钒的价态为V^(3+),氧化态钒尖晶石中钒的价态为V^(4+);钒渣及熟料矿物分析结果与钒元素价态分析结果之间一致性较好。

钆、氟掺杂二氧化钒的晶体结构演变行为与相变机理

二氧化钒(VO_(2))是一种热致相变材料,其过高的相变温度制约了其潜在应用.元素掺杂能够使VO2的能带结构、态密度、键长和晶胞体积等晶格参数改变,引起其相变行为的变化.借助Materials Studio软件,基于第一性原理和分子轨道理论研究了钆、氟掺杂二氧化钒的晶体结构演变行为与相变机理.结果表明,无论F掺杂于VO_(2)(M型)中间O的位置还是两侧O位置,都会引起O-O键收缩,V-V键增长,β角增大,体系亥姆霍自由能增加,带隙相对减小,F侧位掺杂效果最好,随着V^(4+)-V^(4+)同极结合的减少,在1 at%F掺杂时相变温度达到最低;当Gd以0-1.8 at%掺杂于VO_(2)(M)中V位置时,O-O键和V—V键发生收缩,β角减小,亥姆霍自能增加,带隙减小,Gd 4f态与tⅡ轨道重合,使相变能垒变低,相变温度显著降低.钆、氟两种元素掺杂VO2相变机理更符合Peierls-Mott协同相变.

利用铝钒元素测井划分碎屑岩储层带

南海西部4个盆地典型井的岩心测试资料表明:在受泥质含量控制的碎屑岩发育区(非受钙质影响区),铝钒元素含量较低,对应的砂岩孔隙度、渗透率相对较好,寻找低铝低钒元素含量区,对应的储层相对较好,反之储层较差。本文利用该原理对南海西部莺歌海盆地LT区域的储层进行识别和划分,结合铝钒元素含量将储层划分为有利储层带、过渡带、欠储层带,对有利储层进行更加准确的识别。

钒基储氢合金的特点和应用前景

钒基储氢合金具有储氢密度高、储放氢反应条件温和、储氢动力学性能优越、抗粉化性能好等优点,是一种优良的储氢材料。但是钒基储氢合金存在放氢平台压低、可逆储氢量低、储放氢滞后现象明显、循环稳定性差、原料价格高、金属成本高等缺点,制约着钒基储氢合金进一步推广应用。迄今为止,研究者们从元素组成和晶相结构等多种途径对其进行改性,以优化钒基储氢材料性能。基于此,以降低氢化物的放氢平台压和提高材料可逆储氢量为出发点,简述了掺杂Ti,Cr,Mn,Zr等化学元素和对于储氢合金进行特定条件优化改善的研究进展,着重阐述了元素置换、材料热处理和合金活化预处理对钒基储氢合金储氢性能的影响,展望了钒基储氢合金未来发展前景。

氧气反应模式-电感耦合等离子体质谱法测定钒铝合金中18种痕量杂质元素

作为高品质钛合金制造时的关键原料,钒铝中间合金中的痕量杂质金属元素的含量会对钛合金的使用性能产生重要影响。该文采用盐酸-硝酸混酸体系溶解样品,优化电感耦合等离子体质谱仪的工作参数,选择各待测元素的同位素,用钪、铥内标校正非质谱干扰,建立氧气反应模式-电感耦合等离子体质谱法测定钒铝中间合金中砷、镉、铬、铜、镁、锰、镍、铅、硼、钼、铌、磷、钽、钨、锆、钇、锡、汞18种痕量杂质元素的方法。其中砷元素采用氧气-反应池技术(O_(2)-DRC)在氧气流量为0.5 mL/min条件下对质谱干扰进行消除。18种待测元素测定结果的相对标准偏差(RSD,n=7)均小于3.2%,加标回收率92.7%~109.2%。

Effect of Rare Earth Additives on the Catalytic Property ofVanadium－Phosphorus Catalyst

Phase composition and surface characterization of vanadium-phosphorus catalysts containing rare earth elements were investigated by means of X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), NH3-temperature programmed desorption (NH3-TPD) and so on. The catalysts were used for the selective oxidation of n-butane to maleic anhydride. Catalytic performance has been carried out in a fixed-bed reactor. Experimental results showed that yield of maleic anhydride was enhanced by 4%～15% over vanadium-phosphorus catalysts by the addition of rare earth elements. Rare earth elements as promotors played the role of increasing surface acidity of the catalysts.

钒对高硼高速钢组织及回火析出的影响

通过钒合金化制备了不同钒含量的高硼高速钢,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱等手段,研究了钒含量对高硼高速钢组织和宏观硬度的影响,并探究了热处理后含钒高硼高速钢的析出相形貌及结构。结果表明,高硼高速钢铸态组织主要由枝晶马氏体和M_2B硼化物组成,随着钒含量增加,基体中马氏体数量减少,铁素体数量增加,同时硼化物逐渐细化,合金的宏观硬度随钒含量增加而逐渐降低。微观分析表明,随V含量的增加,M_2B硼化物中V元素的固溶含量均增加。同时,V在硼化物中的固溶不改变富Fe硼化物中Cr的含量,但富Mo硼化物中Mo、W元素含量随合金中V含量的增加而逐渐降低。淬火加回火处理后,基体中出现了富Mo、W、V元素的二次析出相,且随着合金中V含量的提高,二次析出相的数量不断增加,其尺寸反而减小。同时,基体为细小的板条马氏体,二次析出颗粒形态为球状及短杆状,钒的加入促进了二次硼碳化物M_(23)(B,C)_6、M(B,C)、M_6(B,C)的析出。

六盘水煤中镓-锗-钒-锶-锆元素的研究

煤中伴生微量元素的研究是煤炭清洁高效利用的热点和前沿方向,对于六盘水市煤炭行业转型具有重要的战略意义。为系统分析六盘水矿区煤中伴生元素含量状况,促进煤炭的综合利用,拓展传统煤炭利用发展方向,通过对典型煤矿向斜进行采样,采用电感耦合等离子体发射光谱仪进行样品分析,试验结果与《矿产工业要求参考手册》比对。结果表明,该矿区伴生元素利用受限制,含量普遍偏低,工业利用价值不高。因地质环境差、煤层厚度薄、元素在煤中赋存状态不清晰等因素,此次试验未发现达到工业开发品位的矿床。结合当前我国煤中金属元素矿产资源前沿研究存在的问题,对六盘水市煤中金属元素的研究提出下一步方向,建议加强煤中金属元素测试技术和赋存状态的研究,对各煤层的伴生元素含量情况要进行动态普查。

稀土元素改性钒基固溶体储氢合金研究进展

钒基固溶体储氢合金具有体心立方(BCC)结构,储氢质量分数在3.8%以上,充放电容量为1052 mA·h/g,优于AB2和AB5等系列合金,并且在常温常压下表现出较高的氢溶解度和扩散系数,因此在氢储运系统以及氢能源供应等领域具有广阔的应用前景,但钒基固溶体合金存在着活化难度大、放氢条件苛刻、循环寿命短以及对氧敏感易氧化等问题。研究表明,稀土对多种固态储氢材料均有很好的改性作用,将稀土元素通过元素替代或掺杂的方式加入到钒基固溶体合金中,有助于生成高活性的稀土或稀土氧化物第二相,可明显改善材料的吸放氢热力学、循环稳定性以及抗毒化性质,同时可减少材料内的氧含量,提高材料的活化特性。电化学性能方面,稀土元素的添加能显著提升合金电极的循环稳定性、耐腐蚀能力以及高倍率放电性能。因此,稀土元素取代是实现钒基固溶体储氢材料实际应用的一项行之有效的方法。本文报道了近30年稀土改性钒基固溶体储氢合金的研究现状,重点总结了稀土元素的作用机制,并对今后重点研究方向进行了展望。

钒矿区土壤地球化学特征及重金属生态风险评价

本文以陕西省商洛市银花河流域中村—银花段钒矿区为研究对象,通过测试表层土壤的pH、有机碳、矿物、主量元素及重金属元素等含量,分析其地球化学特征,并评估该区土壤的健康生态风险等级。研究区土壤整体显示碱性的特征,土壤中碳主要以黏土矿物中有机碳的形式赋存。土壤中主要矿物为白云石,其次为石英、斜长石和黏土矿物。土壤主量元素中SiO2含量最高,Al2O3含量次之,其余元素含量较低。土壤中V、Cr、Ni、Cu和Zn元素含量较高,As、Cd、Pb和Hg元素含量相对较低。综合分析认为土壤中Hg、Cd和As这3种元素均污染明显,其余元素无明显污染特征。潜在生态风险综合指数表明研究区土壤整体为轻微—中等的污染程度,V元素通过口鼻和皮肤摄入的健康风险性极低。

钒对Fe-Cr-C耐磨堆焊层性能的影响

在Fe-Cr-C耐磨堆焊合金中加入钒,研究钒对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金焊态和焊后热处理态性能的影响.采用埋弧堆焊方法在Q235低碳钢基体上制备了堆焊层,利用光学金相、SEM分析了堆焊合金的显微组织,并进行了硬度和磨料磨损试验.结果表明,焊后加热对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金的硬度有较大影响.经过焊后加热,基体组织的硬度降低值都大于22%,降低值最大的是不含钒的Fe-Cr-C耐磨堆焊合金,达到37.7%.焊后加热对初生碳化物M7C3的硬度影响较小,其硬度降低值为1.4%～11.3%.含0.4%V可以有效的提高Fe-Cr-C耐磨堆焊合金高温热处理后的耐磨料磨损性能.以淬火态的45钢为标样,在经过900℃焊后热处理,含0.4%V的Fe-Cr-C耐磨堆焊合金相对耐磨性为1.9,而同样条件下不含钒的试样相对耐磨性只有1.3,两者相比,含0.4%V的合金相对耐磨性提高了46%.

钢铁中钒、钛元素的激光诱导击穿光谱定量检测

采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术测量钢铁中钒、钛元素的含量。选取VⅠ440.85nm和TiⅠ334.19nm作为定量分析谱线、基体元素谱线FeⅠ438.35nm作为内标谱线,分别建立了基本定标法和内定标法的钢铁样品中V和Ti含量的光谱分析定标曲线,并将它们用于检验样品的定量分析。研究表明,V和Ti基本定标曲线的拟合相关系数R2分别为0.987 5和0.990 9,对检验样品中V和Ti元素的测定相对误差最大分别为11.1%和4.0%;而采用内定标法时,V和Ti的拟合相关系数R2分别达到0.995 2和0.992 1,对检测样品中V和Ti元素的测定相对误差均可降低到4.0%以下。结果证明,采用内定标的激光诱导击穿光谱分析方法更适于钢铁样品中钒、钛含量的测定。

钒含量对直接切削用非调质钢动态再结晶的影响

在Gleeble-3800热模拟实验机上进行热变形试验,研究不同钒含量的直接切削用非调质钢在变形温度为950~1 150℃,应变速率为0.1~10 s^(-1),变形量为60%的单道次压缩的奥氏体再结晶过程。计算得出,V1钢的动态再结晶激活能Q_d比V2钢的提高了79.617 kJ/mol,增加钒含量具有延迟奥氏体动态再结晶发生的作用。根据试验模拟结果并结合实际生产情况,确定了V1钢和V2钢的最佳热加工工艺参数。

钒对30MnSi钢热变形行为的影响

通过对 30 Mn Si和 30 Mn Si V两种钢在 Gleeble- 15 0 0热模拟试验机上的高温压缩变形实验 ,分析了不同变形条件下微合金元素钒对变形抗力的影响。通过试验数据的计算可知 ,30 Mn Si V钢的再结晶激活能比 30 Mn Si钢大 6 .7%左右。

钒毒性的研究进展

综述了钒的一般毒性、生殖毒性、胚胎毒性、致畸、致突变、致癌毒性的研究进展。

黔东北地区钒矿石与围岩稀土元素地球化学特征及其意义

通过对黔东北地区沉积型钒矿的矿石和围岩样品进行稀土元素含量测试,分析表明本地区含矿岩系中稀土元素含量以LREE为主,并且是HREE的1.45～3.09倍。并对各样品中稀土元素含量、组成特征及Ce、Eu亏损程度研究,揭示了该区钒矿形成时的沉积环境比矿层顶、底部沉积时期更靠近陆源区,且钒矿层与矿层顶、底板沉积时因海平面升降导致古地理环境有较大差异。从REE与矿石主要化学组分等相关性分析发现REE与粘土、V2O5等呈正相关关系,与CaO、MgO、Fe2O3等呈负相关关系,与SiO2的相关性不明显。从REE与矿石化学成分之间的关系初步表明了钒矿的形成是受沉积环境、粘土吸附作用、沉积作用等因素复合的结果。通过与黔北遵义、湖南吉首-张家界一带的钒镍钼铂族元素成矿环境、成矿物质来源、稀土元素分布等特征进行对比,揭示了本区钒矿的独特之处,为该区首次从地球化学元素方面深入研究钒矿综合特征特提供了重要的、基础性的参考资料。

ICP-AES测定钒氮合金中杂质元素

研究了用ICP -AES测定钒氮合金中杂质元素硅、锰、磷、铬、镍、铜、铝的方法 ,建立了最佳工作条件。试样用硝酸、盐酸和高氯酸溶解 ,应用谱线干扰校正技术和基体匹配办法消除干扰元素影响 ,克服了繁琐的样品预处理过程。方法用于钒氮合金中 7个微量元素的测定 ,相对标准偏差为 0 44 %～ 1 79% ,标准加入回收率为 93 6%～ 10 9 7%。

V_2O_5(TiO_2)/S复合材料作锂电池正极的性能研究

为了改善锂硫电池的循环性能,将单质硫分别与纳米金属氧化物(V2O5,TiO2)机械混合。用XRD对材料的晶体结构进行了表征。通过循环伏安、交流阻抗和电池性能的对比,对材料的电化学性能进行了分析。结果表明:采用V2O5改性的硫材料,首次放电比容量达844.68 mAh.g–1,样品循环容量衰减明显改善,30次后比容量保持在696.71 mAh.g–1。而TiO2/S复合材料,初始放电比容量为578.21 mAh.g–1,30次循环后比容量为347.71 mAh.g–1。

钒的生物学功能及与疾病的关系

论述了微量元素钒在人体内的分布、代谢、生物学功能及与疾病的关系。

南秦岭地区下寒武统黑色页岩赋存的千家坪大型钒矿地球化学特征及成矿环境

南秦岭地区下寒武统黑色页岩是我国主要的富钒层位,其中千家坪大型钒矿是典型代表。矿体主要赋存在水沟口组第一岩性段的碳硅质岩石中。为了探讨钒矿的成矿物质来源和南秦岭早寒武世古海洋氧化-还原环境,本文对水沟口组第一岩性段富钒碳硅质岩和上覆的第二岩性段泥质灰岩开展了岩石地球化学研究。第一岩性段碳硅质岩比第二岩性段泥质灰岩具有更高的Y/Ho比值,说明碳硅质岩主要为海水自生沉积形成的,而泥质灰岩的物质组成主要来自陆源碎屑。Eu/Eu^(*)与V含量不具备正相关关系,且Y/P_(2)O_(5)-Zr/Cr和Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)图解均显示钒矿主要是海水沉积形成的,热液作用对成矿元素的富集贡献很小。水沟口组样品Ce/Ce^(*)均为负异常,变化范围为0.26~0.96,第一岩性段钒矿石比第二岩性段泥质灰岩具有高Mo/Sc、V/Sc、V/Cr比值,低Th/U比值的特征,反映了早寒武世早期南秦岭为氧化-还原分层的古海洋结构,而晚期古海洋则全部被氧化。