Flake V2O5 98% : propriétés, alimentation en ferrovanadium et utilisations de la batterie

Le pentoxyde de vanadium en flocons d'une pureté minimale de 98 % est la forme commerciale standard de V2O5 pour la plupart des acheteurs industriels. Il s'agit d'un flocon orange vif-jaune à rouge-brun, produit à partir de scories contenant du vanadium-ou de flux de catalyseurs usés, et il se situe au début de la chaîne de valeur du vanadium : le même matériau est introduit dans des fours aluminothermiques pour fabriquer du ferrovanadium, dissous pour fabriquer de l'électrolyte de batterie et utilisé comme catalyseur et colorant.

Composition et propriétés physiques

À 98 % minimum de V2O5, le flocon contient environ 56 % de vanadium en masse, car le vanadium représente environ 56,0 % de la masse de V2O5 pur. Ce chiffre de vanadium est celui qui devrait être utilisé dans les calculs de processus ; le pourcentage d’oxyde à lui seul n’indique pas à l’acheteur la quantité de vanadium achetée.

Le point de fusion étant bien inférieur aux températures de fabrication de l’acier, les paillettes fondent facilement et ne doivent pas être exposées à des surfaces chaudes. Les limites d'impuretés, en particulier le fer, le silicium, le soufre et le phosphore, varient selon la source de la matière première et doivent être indiquées sur le certificat plutôt que supposées.

Matière première pour la production de ferrovanadium

L'utilisation la plus importante des flocons est celle d'alimentation en oxyde pour le ferrovanadium. Dans le processus aluminothermique, les flocons sont mélangés avec des ajouts contenant de l'aluminium et du fer-, enflammés et réduits en un alliage de vanadium-fer qui se dépose en un bouton dense sous un laitier d'alumine. La pureté des flocons est ici importante car la charge d'impuretés doit être absorbée par les scories ; une teneur plus élevée en fer et en silicium dans l'alimentation signifie plus de scories, plus de consommation d'aluminium et un alliage de qualité inférieure. Les fournisseurs des qualités FeV50, FeV60 et FeV80 décrites dans GB/T 4139 achètent donc des paillettes en fonction de limites d'impuretés strictes plutôt qu'en fonction du seul pourcentage d'oxyde.

Électrolyte de batterie à flux redox au vanadium

Dans le stockage d'énergie, le pentoxyde de divanadium est dissous pour produire l'électrolyte des batteries à flux redox au vanadium, où le même élément est utilisé dans deux états d'oxydation de chaque côté d'une membrane sélective d'ions -. La propriété qui fait fonctionner la chimie est que l'électrolyte des deux côtés est une solution de vanadium, donc la contamination croisée à travers la membrane ne détruit pas la cellule, et la perte de capacité due au mélange est récupérable en rééquilibrant les réservoirs. La fabrication de l'électrolyte est sensible aux niveaux d'impuretés, et les matériaux de qualité batterie sont normalement spécifiés avec des limites plus strictes sur le fer, le silicium, l'aluminium et le chrome que les paillettes de qualité métallurgique.

Utilisations de catalyseurs et de produits chimiques

Le pentoxyde de vanadium est la phase active du catalyseur utilisé pour oxyder le dioxyde de soufre en trioxyde de soufre dans les usines d'acide sulfurique et dans les catalyseurs pour l'oxydation d'autres matières premières organiques. Il est également utilisé dans la production de produits chimiques à base de vanadium, dans la coloration du verre et de la céramique, ainsi que dans certaines réactions d'oxydation en chimie fine. Dans ces tâches, la forme physique est moins importante que le profil des impuretés, car les poisons du catalyseur tels que l'arsenic et les alcalis désactivent la phase active et raccourcissent la durée de vie du catalyseur.

Manipulation, emballage et sécurité

La poussière de pentoxyde de vanadium est toxique en cas d'inhalation et irritante pour la peau, les yeux et les voies respiratoires. Les zones de manipulation nécessitent donc une ventilation locale par aspiration, une protection respiratoire pour les opérations poussiéreuses et des gants imperméables. Les flocons sont emballés dans des fûts en acier doublés d'une barrière contre l'humidité, généralement de 25 kg ou 200 kg net, avec une doublure intérieure scellée contre l'humidité car le matériau est hygroscopique et absorbe l'humidité pendant le stockage. Le magasin doit être sec, séparé des acides et des agents réducteurs et clairement identifié. Les déversements sont collectés à sec et jamais rejetés dans les égouts, car le vanadium dissous est mobile dans l'eau et constitue un polluant contrôlé dans de nombreuses juridictions.

Points d'achat pour 98 % de flocons

Les spécifications d'achat doivent indiquer le minimum de V2O5, la teneur en vanadium, les limites d'impuretés pour le fer, le silicium, l'aluminium, le chrome, le soufre et le phosphore, l'humidité et l'emballage. Un certificat d'analyse pour chaque lot, appuyé par des analyses de contrôle indépendantes périodiques, est une pratique courante pour les utilisateurs de batteries et de catalyseurs, tandis que les utilisateurs métallurgiques vérifient généralement le taux de vanadium et la charge d'impuretés qui affectent le volume des scories. Étant donné que le prix des paillettes suit la teneur en vanadium plutôt que la teneur en oxyde, les cotations doivent toujours être comparées par-unité-de-vanadium.

Foire aux questions

Q:À quoi sert le flocon V2O5 98% ?
R : Ses principales utilisations sont la production de ferrovanadium, d'électrolyte de batterie à flux redox au vanadium, de catalyseurs à l'acide sulfurique, de produits chimiques au vanadium et d'agents colorants pour le verre et la céramique.

Q:Quelle quantité de vanadium contient 98 % de V2O5 ?
R : Environ 56,0 % de vanadium en masse, ce qui correspond à la part théorique du vanadium dans le V2O5 pur, donc une tonne de flocons à 98 % fournit environ 550 kg de vanadium contenu.

Q:A quelle température fond le pentoxyde de vanadium ?
R : Environ 690 °C, ce qui est bien en dessous des températures de fabrication de l'acier, les flocons doivent donc être tenus à l'écart des surfaces chaudes et des équipements de traitement dépassant ce niveau.

Q:Pourquoi les flocons sont-ils préférés à la poudre pour l’électrolyte de batterie ?
R : La forme en flocons génère moins de poussière en suspension dans l'air lors de la manipulation et se dissout facilement dans l'acide, ce qui réduit l'exposition à la poussière pour les opérateurs et réduit la perte de matière lors de la préparation de l'électrolyte.

Q:Comment conserver le flocon ?
R : Dans des fûts scellés et doublés d'une barrière contre l'humidité, dans un entrepôt sec, à l'écart des acides et des agents réducteurs, car le matériau est hygroscopique et absorbe l'humidité, ce qui modifie le test et le comportement de manipulation.

Q:Le pentoxyde de vanadium est-il dangereux ?
R : Oui. La poussière est toxique si elle est inhalée et irrite la peau, les yeux et les voies respiratoires. Une ventilation locale par aspiration, des gants appropriés et une protection respiratoire sont donc nécessaires pour les opérations poussiéreuses et les déversements sont nettoyés à sec.