Возникновение и использование

Наиболее важными рудами ванадия (V) являются патронит (сульфид ванадия), найденный в Перу, и десклоизит (ванадат свинца-цинка), найденный в Южной Африке. Другие руды, такие как ванадинит, роскоэлит и карнотит, содержат ванадий в количествах, достаточных для экономической добычи. Сырая нефть может содержать небольшое количество ванадия, а отложения дымовых газов из печей, работающих на жидком топливе, могут содержать более 50% пятиокиси ванадия. Еще одним источником металла являются шлаки феррованадия. Одним из наиболее важных источников воздействия ванадия на человека являются оксиды ванадия, выделяющиеся при сжигании мазута.

В норме небольшое количество ванадия обнаруживается в организме человека, особенно в жировой ткани и в крови.

Большее количество произведенного ванадия используется в феррованадия, наиболее важное прямое применение которого находится в производстве быстрорежущей стали и инструментальной стали. Добавление от 0.05 до 5% ванадия удаляет окклюдированные кислород и азот из стали, повышает прочность на растяжение и улучшает модуль упругости и коррозионную стойкость конечного сплава. В прошлом соединения ванадия использовались в качестве терапевтических средств в медицине. Сплав ванадий-галлий показал интересные свойства для создания сильных магнитных полей.

Некоторые соединения ванадия имеют ограниченное применение в промышленности. Сульфат ванадия (ВСО₄· 7H₂О) и тетрахлорид ванадия (ВКл₄) используются в качестве протравы в красильной промышленности. Силикаты ванадия используются в качестве катализаторов. Диоксид ванадия (VO₂) и расширение триоксид ванадия (V₂O₃) работают в металлургии. Однако наиболее значимыми соединениями с точки зрения промышленной опасности для здоровья являются пятиокись ванадия (V₂O₅) и расширение метаванадат аммония (NH₄VO₃).

Пентаоксид ванадия получают из патронита. Он долгое время был важным промышленным катализатором, используемым в ряде процессов окисления, таких как те, которые используются при производстве серной кислоты, фталевой кислоты, малеиновой кислоты и так далее. Он служит фотопроявителем и красителем в текстильной промышленности. Пятиокись ванадия также используется в керамических красках.

Метаванадат аммония используется в качестве катализатора так же, как пятиокись ванадия. Это реагент в аналитической химии и проявитель в фотоиндустрии. Метаванадат аммония также используется в крашении и полиграфии в текстильной промышленности.

опасности

Опыт показал, что оксиды ванадия и, в частности, пентоксид и его производное метаванадат аммония оказывают вредное воздействие на человека. Воздействие пятиокиси ванадия возможно в следующих случаях в промышленности: когда пятиокись ванадия используется в виде частиц при производстве металлического ванадия; при ремонте установок, где в качестве катализатора используется пятиокись ванадия; и при очистке дымоходов мазутных печей на электростанциях, кораблях и т.д. Присутствие соединений ванадия в нефтепродуктах имеет особое значение, и из-за возможности загрязнения воздуха в районе работы мазутных электростанций ему уделяется внимание органов здравоохранения, а также тех, кто занимается гигиеной труда.

Вдыхание соединений ванадия может вызвать тяжелые токсические эффекты. Тяжесть последствий зависит от концентрации соединений ванадия в атмосфере и продолжительности воздействия. Ухудшение здоровья может произойти даже после кратковременного воздействия (например, 1 час), а начальными симптомами являются обильное слезотечение, жжение в конъюнктиве, серозный или геморрагический ринит, боль в горле, кашель, бронхит, отхаркивание и боль в груди.

Серьезное воздействие может привести к пневмонии с летальным исходом; однако после однократного воздействия полное выздоровление обычно происходит в течение 1–2 недель; длительное воздействие может вызвать хронический бронхит с эмфиземой или без нее. Язык может иметь зеленоватый оттенок, а также окурки рабочих ванадия могут иметь зеленоватый цвет в результате химических взаимодействий.

Местные эффекты у экспериментальных животных в основном наблюдаются в дыхательных путях. Системные эффекты наблюдались в печени, почках, нервной системе, сердечно-сосудистой системе и органах кроветворения. Метаболические эффекты включают вмешательство в биосинтез цистина и холестерина, угнетение и стимуляцию синтеза фосфолипидов. Более высокие концентрации вызывали ингибирование окисления серотонина. Кроме того, было показано, что ванадат ингибирует несколько ферментных систем. У людей системные эффекты воздействия ванадия менее документированы, но было продемонстрировано снижение уровня холестерина в сыворотке. В производственной среде ванадий и его соединения попадают в организм человека воздушно-капельным путем, в основном при производственных работах и ​​при очистке котлов. Абсорбция ванадия из желудочно-кишечного тракта плохая, не превышает 1-2%; проглоченные соединения ванадия в значительной степени выводятся с фекалиями.

Проведено исследование по оценке уровня реактивности бронхов у рабочих, недавно подвергшихся воздействию пятиокиси ванадия при периодическом удалении золы и шлака из котлов мазутной электростанции. Это исследование предполагает, что воздействие ванадия повышает реактивность бронхов даже без появления бронхиальных симптомов.

Меры безопасности и охраны здоровья

Важно предотвратить вдыхание аэрозольных частиц пятиокиси ванадия. Для использования в качестве катализатора пятиокись ванадия можно производить в агломерированной или гранулированной форме, не содержащей пыли; однако вибрация на заводе может со временем привести к уменьшению определенной доли пыли. В процессах, связанных с производством металлического ванадия, и при просеивании отработанного катализатора во время операций по техническому обслуживанию выброс пыли следует предотвращать ограждением процесса и обеспечением вытяжной вентиляции. При очистке котлов на электростанциях и на кораблях обслуживающему персоналу может потребоваться войти в котлы для удаления сажи и ремонта. Эти рабочие должны носить соответствующие средства защиты органов дыхания с полнолицевой маской и защитой для глаз. Там, где это возможно, следует улучшить очистку во время загрузки, чтобы уменьшить потребность рабочих входить в печи; там, где необходима очистка без нагрузки, следует попробовать такие методы, как продувка водой, которые не требуют физического проникновения.

Назад