世界上金属钒的生产成本高,产量很少,除了少数特殊用途外,工业上钒的使用形态主要为五氧化二钒(V2O5)和钒铁FeV。
1、在钢铁中的应用
在我国90%左右的钒用于钢铁工业,钒在钢中应用主要是通过添加钒来提高强度和韧性。在结构钢中加入0·1%的钒,可提高强度10%~20%,减轻结构重量15%~25%,降低成本8%~10%。高强度的含钒钢可减轻金属结构重量的40%-50%,成本则比普通结构钢低15%-30%。以钢筋为例,我国目前还在大量使用Ⅱ级钢筋,Ⅲ级高强度钢筋所占的比例仅为10%左右。而国际通用的钢筋是 460Mpa的Ⅲ级钢筋,欧洲已经在使用 500Mpa的钢筋。
由于钒钢具有强度大,韧性、耐磨性及耐蚀性好的特点而广泛应用于输油(气)管道、建筑、桥梁、钢轨和压力容器等工程建设中。下图是钒在各领域的应用比例:
2、在合金中的应用
钒和钛组成重要的金属合金Ti-6A1-4 V、用于飞机发动机、宇航船舱骨架、导弹、军舰的水翼和引进器、蒸汽涡轮机叶片、火箭发动机壳等。此外,钒合金还应用于磁性材料、硬质合金、超导材料(如V3Ga)及核反应堆材料等领域。
3、钒电池
钒在电池中是以钒的氧化物形式作正极,如把V2O5和V6O13用作锂电池的正极。钒电池的优点是可在常温下安全使用,电解液和电池使用寿命均长,制造成本低。日本电池用V2O5的消费量约为5000t/a,约占世界V2O5总消费量的10%。
此外,在美国、澳大利亚和我国的攀钢、承钢也在研究钒在蓄电池中的应用,如果未来钒电池能够推广,将是钒金属的另一个需求增长极。
4、钒在化学工业的应用
在化学工业中应用的钒制品主要有深加工产品V2O5(98%-99.99%),NH4VO3(偏钒酸铵)、NaVO3及KVO3等它们分别应用丁催化剂、陶瓷着色剂、显影剂、干燥剂及生产高纯氧化钒或钒铁的原料。美国开发出一种新型钒催化剂,用于制硫酸、提炼石油和化工生产中。
5、钒在其他领域中的应用
除了以上的应用领域外,钒还在玻璃、陶瓷、医学等方面有比较广泛的用途。