Vanadyum

Periyodik cetvelin V B grubunda yer alan bir kimyasal elementtir. Beyaz renkli, çok sert ve katıdır. İlk kez 1801′de Meksika’da Zimapan kurşun madenlerinde bulundu. Çok sert bir maden olmasına karşın, sıcaklıkta oksitlenerek vanadyum anhidrit (V2O5) verir.

Bu oksit sarıdan kiremit kırmızısına kadar değişen bir tozdur. Endüstride ancak elektrik fırınında kömürün bir vanadyum ve bir demiroksit karışımından etkimesiyle de ferrovanadyum üretilir. Bu alaşım özel çeliklerin yapımında kullanılır. Vanadyum anhidritten ise sülfürik asit üretiminde katalizör olarak yararlanılır.

Sembolü: V
Atom Numarası: 23
Atom Ağırlığı: 50.9415
Elemet serisi: Geçiş Elementi

Maddenin Hali: Katı
Görünümü: Gümüşi gri

PERİYODİK TABLO

Vanadyumun Elde Edilişi:

Vanadyumun temel mineralleri potasyum uaranil vanadat 2 K(UO2)VO4.3 H2O ve vanadyum sülfürdür. Niobyum ve tantal içerikli mineraller de yüksek miktarda vanadyum bulundurur. Vanadyum mineralinin NaCl veya Na2CO3 ile 850 °C’de reaksiyonu sonucunda elde edilen NaVO3 bileşiği su içerisinde çözülmesi ve çözeltinin kırmızı çökelek verene kadar asitlendirilmesi ile V2O5 oksidi elde edilir. Bu oksidin kalsiyum ile indirgenmesi ile element saf olarak elde edilir. Elementin sentezinde kullanılan diğer bir yöntem ise VCl5 bileşiğinin hidrojen gazı veya magnezyum ile indirgenmesidir.Vanadyum:Vanadyum atom numarası 23, atom ağırlığı 50.9 olan bir elementtir. Bazı vanadyum mineralleri şunlardır: Vanadinit-Pb5(VO)4Cl, patronit-VS4, deselemit-Pb(Zn,Cu).VO4OH, karnotit-KCa2(UO4)(VO4).3H2O ve kosceelit (Vanadyum ihtiva eden muskovit olarak da bilinir). Doğada, vanadyum nadiren ekonomik bir yatak oluşturabilir. Daha çok; a) Likidmagmatik olarak titanomanyetitlerle birlikte, b) Hidrotermal olarak Pb-Zn-Cu sülfidle birlikte, c) Biyojen olarak oolitik demir yataklarında ve bitümlü şistlerde, d) Sedimanter uranyum ve fosfat yatakları ile birlikte, e) Asfaltit ve bazı petroller de bulunmaktadır. Bu yataklardan da çoğunlukla yan ürün, bazen de ana ürün olarak kazanılmaktadır. Vanadyum tenörü yatağın tipine göre değişiklikler göstermektedir. Dünyanın en büyük vanadyum kaynağı olan vanadyumlu titanomanyetit yataklarında V2O5 tenörü genellikle %0.2- 1.1 arasında değişmektedir. Vanadyumun yan ürün olarak elde edildiği diğer yataklarda tenör, genellikle %1’ den düşüktür (DPT VII. Beş Yıllık K. Planı ÖİK. Raporu). DÜNYADA DURUM Rezervler Dünya vanadyum baz rezervi 27 milyon ton olarak verilmektedir. Bununla birlikte belirlenmiş vanadyum kaynakları 63 milyon ton’ a ulaşmaktadır. Bu rezervler, %2’ den az vanadyum içeren titanyumlu manyetitler, fosfat kayası, uranyumlu kumtaşı-silttaşı ve ayrıca, ham petrol, kömür, petrol şeyl-asfaltitler ve boksit kaynaklarından oluşmaktadır.Dünya rezervinin %49.6’ sına Rusya, %29.8’ ine Güney Afrika ve %19.9’ una Çin sahip bulunmaktadır. Rusya’ da vanadyum Kachkanar-Urallar Bölgesi’ ndeki titanlı manyetitilmenit yataklarından elde edilmektedir. Güney Afrika Cumhuriyeti’ inde yine vanadyum kaynağı titanlı manyetit-ilmenit yataklarıdır. Çin ise vanadyumu titanlı-manyetitlerden elde etmektedir (DPT VII. Beş Yıllık K. Planı ÖİK. Raporu). Vanadyumun Kullanım Alanları Vanadyumun en çok çelik endüstrisinde tüketilmektedir. Otomobil endüstrisi, uzay araçları ve uçak sanayiinde titanyumlu alaşımlarla birlikte vanadyum kullanılmaktadır. Maleikahhidrit ve sülfirik asit üretiminde katalizör olarak, ayrıca seramik ve diğer kimya sanayiinde de tüketilen vanadyumun bu alanlardaki tüketim miktarı oldukça azdır. Son zamanlarda ABD’ de kıyı ötesi petrol sondajları borularında vanadyumlu alaşımlar kullanılmaya başlanmıştır. Rusya’ da yüksek basınçlı gaz borularının yapımında kullanılan, ancak giderek bu alanda tüketimi azalan vanadyum alaşımları, karbon ve manganlı diğer alaşımların paslanmaya karşı direncini artırdığı için özel boru (denizaltı) yapımında kullanılmaya devam edilmektedir. Vanadyumun gelişen son kullanım alanları ise; gözlük camlarının, sanayii ve büyük bina camlarının ultraviyole ışıklara karşı filtrasyonu ile A vitamini tabletlerin yapımı (katalizör) olarak sayılabilirABD’ de tüketilen vanadyumun ürün olarak % 88’ i çelik üretiminde, % 12’ si diğer kullanım alanlarında (demir dışı alaşımlar, pik demir, kimyasallar ve katalizör) kullanılmaktadır. Yine ABD’ de kullanım alanları itibari ile makine ve alet imalatındaki oran % 25, inşaat ve konstrüksiyon alanında % 21, ulaşım sektöründe % 32 ve diğer alanlarda % 22’ dir Vanadyum İkameleri Çelik imalatında daha yüksek maliyet ve daha düşük performansına rağmen niyobyum, molibden, titanyum, krom, manganez ve tungsten vanadyumun yerine kullanılabilir. Isıl işleme tabi tutulmuş karbon çelikleri bazı uygulamalarda vanadyum çeliklerinin yerini alabilmektedir. Platin ve nikel, bazı katalizör işlemlerinde maliyetleri yüksek olsa da vanadyum yerine kullanılabilmektedir. Bununla beraber, uzay araçları yapımında kullanılan titanyumlu alaşımlarda bulunan vanadyumun yerine geçebilecek bir madde bulunamamıştır. TÜRKİYE’ DE DURUM Ülkemizde Şırnak, Mardin-Silopi asfaltit yatakları ile Seydişehir boksitlerinde vanadyum bulunmaktadır. Asfaltit yataklarında % 0.4 V2O5, küllerinde % 1.06 V2O5, boksitlerde ise % 0.05-0.07 V2O5 değerleri elde edilmiştir. Bunların dışında Türkiye’de vanadyum yatağı bulunmamaktadır. Mevcut vanadyum kaynaklarından vanadyum üretimi ise araştırılmış ancak ekonomik bulunmamıştır. Kullanım Alanları Ülkemizde vanadyum üretimi olmamakla birlikte vanadyum tüketimi bulunmaktadır.Tüketimin de artarak devam ettiği Türkiye’nin vanadyum ithalat değerlerinden anlaşılmaktadır. İthal edilen vanadyum demir-çelik sektöründe demir alaşımları üretmek için kullanılmaktadır. İthal edilen vanadyum ürünleri ferrovanadyum, vanadatlar ve vanadyum pentaoksittir (DPT VII. Beş Yıllık Kalkınma Planı ÖİK Raporu).Türkiye’nin ihtiyaçı ithalat yoluyla karşılanmaktadır. DİE 1999 verilerine göre 1996 ılında 37 $ karşılığı 450 kg vanadyum ihracatı bulunmaktadır. Veriler yeterli değildir. Bu verilerden hareketle herhangi bir yaklaşımda bulunmak mümkün görülmemektedir.