الحدوث والاستخدامات
أهم خامات الفاناديوم (V) هي البترونيت (كبريتيد الفاناديوم) ، الموجود في بيرو ، وديسلويزايت (فاناديت الرصاص والزنك) ، الموجود في جنوب إفريقيا. تحتوي الخامات الأخرى ، مثل الفانادينايت والروسكوليت والكاروتايت ، على الفاناديوم بكميات كافية للاستخراج الاقتصادي. قد يحتوي النفط الخام على كميات صغيرة من الفاناديوم ، وقد تحتوي رواسب غاز المداخن من الأفران التي تعمل بالزيت على أكثر من 50٪ خامس أكسيد الفاناديوم. تعتبر الخبث من ferrovanadium مصدرًا آخر للمعادن. من أهم مصادر تعرض الإنسان للفاناديوم أكاسيد الفاناديوم المنبعثة عند حرق زيوت الوقود.
عادة ، توجد كميات صغيرة من الفاناديوم في جسم الإنسان ، وخاصة في الأنسجة الدهنية والدم.
يتم استخدام الكمية الأكبر من الفاناديوم المنتج في ferrovanadium، وأهم استخدام مباشر لها في صناعة الفولاذ عالي السرعة والأدوات. إضافة 0.05 إلى 5٪ من الفاناديوم تزيل الأكسجين والنيتروجين المحتبس من الفولاذ ، وتعزز قوة الشد وتحسن معامل المرونة ومقاومة الصدأ للسبيكة النهائية. في الماضي ، تم استخدام مركبات الفاناديوم كعوامل علاجية في الطب. أظهرت سبائك الفاناديوم-الغاليوم خصائص مثيرة للاهتمام لإنتاج مجالات مغناطيسية عالية.
بعض مركبات الفاناديوم لها استخدام محدود في الصناعة. كبريتات الفاناديوم (فسو4· 7H2س) و رابع كلوريد الفاناديوم (VCl4) تستخدم كمواد في صناعة الصباغة. سيليكات الفاناديوم تستخدم كمحفزات. ثاني أكسيد الفاناديوم (VO2) و ثالث أكسيد الفاناديوم (V2O3) يعملون في علم المعادن. ومع ذلك ، فإن أهم المركبات من حيث المخاطر الصحية الصناعية هي خامس أكسيد الفاناديوم (V2O5) و ميتافانادات الأمونيوم (NH4VO3).
يتم الحصول على خامس أكسيد الفاناديوم من المستفيد. لقد كان لفترة طويلة محفزًا صناعيًا مهمًا يستخدم في عدد من عمليات الأكسدة مثل تلك التي تشارك في تصنيع حامض الكبريتيك وحمض الفثاليك وحمض الماليك وما إلى ذلك. تعمل كمطور فوتوغرافي وكوكيل صباغة في صناعة النسيج. يستخدم خامس أكسيد الفاناديوم أيضًا في مواد تلوين السيراميك.
يتم استخدام ميتافانادات الأمونيوم كمحفز بنفس طريقة استخدام خامس أكسيد الفاناديوم. إنه كاشف في الكيمياء التحليلية ومطور في صناعة التصوير الفوتوغرافي. كما يستخدم ميتافانادات الأمونيوم في الصباغة والطباعة في صناعة النسيج.
المخاطر
أظهرت التجربة أن أكاسيد الفاناديوم ، وعلى وجه الخصوص ، خامس أكسيد البنتوكسيد ومشتقاته من ميتافانادات الأمونيوم تسبب آثارًا ضارة للإنسان. يمكن التعرض لخامس أكسيد الفاناديوم في النقاط التالية في الصناعة: عند استخدام خامس أكسيد الفاناديوم في شكل جسيمات في إنتاج الفاناديوم المعدني ؛ أثناء إصلاح المنشآت حيث يستخدم خامس أكسيد الفاناديوم كعامل مساعد ؛ وأثناء تنظيف مداخن الأفران التي تعمل بالزيت في محطات الطاقة والسفن وما إلى ذلك. إن وجود مركبات الفاناديوم في المنتجات البترولية له أهمية خاصة ، وبسبب احتمال تلوث الهواء في بيئة محطات الطاقة التي تعمل بالنفط ، فإنه يحظى باهتمام سلطات الصحة العامة وكذلك من المعنيين بالصحة الصناعية.
قد ينتج عن استنشاق مركبات الفاناديوم تأثيرات سامة شديدة. وتعتمد شدة التأثيرات على تركيز مركبات الفاناديوم في الغلاف الجوي ومدة التعرض. قد يحدث ضعف صحي حتى بعد التعرض لفترة وجيزة (على سبيل المثال ، ساعة واحدة) ، والأعراض الأولية هي تمزق غزير ، وحرقان في الملتحمة ، والتهاب الأنف المصلي أو النزفي ، والتهاب الحلق ، والسعال ، والتهاب الشعب الهوائية ، والبلغم وألم الصدر.
قد يؤدي التعرض الشديد إلى التهاب رئوي مع نتائج مميتة ؛ ومع ذلك ، بعد التعرض لمرة واحدة ، عادة ما يحدث الشفاء التام في غضون أسبوع إلى أسبوعين ؛ قد يؤدي التعرض لفترات طويلة إلى التهاب الشعب الهوائية المزمن مع أو بدون انتفاخ الرئة. قد يتحول لون اللسان إلى اللون الأخضر ، كما قد تظهر أطراف السجائر لعمال الفاناديوم لونًا مخضرًا ، ناتجًا عن تفاعلات كيميائية.
لوحظت التأثيرات المحلية على حيوانات التجارب بشكل رئيسي في الجهاز التنفسي. وقد لوحظت تأثيرات جهازية في الكبد والكلى والجهاز العصبي والجهاز القلبي الوعائي والأعضاء المكونة للدم. تشمل التأثيرات الأيضية التداخل مع التخليق الحيوي للسيستين والكوليسترول ، والاكتئاب وتحفيز تخليق الفوسفوليبيد. أدت التركيزات العالية إلى تثبيط أكسدة السيروتونين. بالإضافة إلى ذلك ، فقد ثبت أن الفانادات يثبط العديد من أنظمة الإنزيم. في البشر ، لم يتم توثيق التأثيرات الجهازية للتعرض للفاناديوم بشكل جيد ، ولكن تم إثبات انخفاض مستوى الكوليسترول في الدم. في بيئة العمل ، يتم امتصاص الفاناديوم ومركباته في جسم الإنسان عن طريق الاستنشاق ، خاصة أثناء عمليات الإنتاج وتنظيف الغلايات. امتصاص الفاناديوم من الجهاز الهضمي ضعيف ، لا يتجاوز 1 إلى 2٪ ؛ يتم التخلص إلى حد كبير من مركبات الفاناديوم المبتلعة بالبراز.
أجريت دراسة لتقييم مستوى استجابة الشعب الهوائية بين العمال الذين تعرضوا مؤخرًا لخامس أكسيد الفاناديوم أثناء الإزالة الدورية للرماد والكلنكر من غلايات محطة توليد الكهرباء التي تعمل بالزيت. تشير هذه الدراسة إلى أن التعرض للفاناديوم يزيد من استجابة الشعب الهوائية حتى بدون ظهور أعراض الشعب الهوائية.
إجراءات السلامة والصحة
من المهم منع استنشاق جزيئات خامس أكسيد الفاناديوم المحمولة جواً. لاستخدامه كعامل مساعد ، يمكن إنتاج خامس أكسيد الفاناديوم في صورة مكتل أو حبيبات خالية من الغبار ؛ ومع ذلك ، قد يؤدي الاهتزاز في المصنع ، في الوقت المناسب ، إلى تقليل نسبة معينة من الغبار. في العمليات المرتبطة بتصنيع الفاناديوم المعدني ، وفي غربلة المحفز المستخدم أثناء عمليات الصيانة ، يجب منع تسرب الغبار من خلال إحاطة العملية وتوفير تهوية للعادم. في تنظيف الغلايات في محطات الطاقة والسفن ، قد يضطر عمال الصيانة إلى دخول الغلايات لإزالة السخام وإجراء الإصلاحات. يجب أن يرتدي هؤلاء العمال معدات حماية تنفسية مناسبة مع قناع كامل للوجه ووقاية للعين. حيثما أمكن ، يجب تحسين التنظيف عند التحميل لتقليل حاجة العمال إلى دخول الأفران ؛ عندما يكون التنظيف خارج الحمولة أمرًا ضروريًا ، يجب تجربة طرق مثل وخز المياه ، والتي لا تتطلب الدخول المادي.