Ванадий

Ванадий для организма человека: незаменимое вещество для здоровья

Ванадий

Ванадий для организма человека. Углубляясь в микромир человеческого организма, учёные не перестают удивляться слаженности и чёткости взаимодействия всех частиц, вложенных в него природой. И даже самые маленькие из них на поверку оказываются крайне важными для уникального биомеханизма нашего тела.

«Мал золотник, да дорог» – эта пословица вполне применима к ультрамикроэлементам – тем веществам, присутствие которых в органах и тканях ничтожно – не более 0,000001%. Однако многие из них не только полезны, но и необходимы, поэтому их называют незаменимыми, то есть мы нуждаемся в постоянном их пополнении извне – с пищей и водой.

Ниже пойдёт речь как раз о таком незаменимом веществе для нашего здоровья – о металле ванадии в организме человека.

Ванадий в оптимальной природной форме и дозировке содержится в продуктах пчеловодства — таких как цветочная пыльца, маточное молочко и трутневый расплод, которые входят в состав многих натуральных витаминно-минеральных комплексов компании «Парафарм»: «Леветон П», «Элтон П», «Леветон Форте», «Элтон Форте», «Апитонус П», «Остеомед», «Остео-Вит», «Остеомед Форте», «Эромакс», «Мемо-Вит» и «Кардиотон». Именно поэтому мы уделяем столько внимания каждому природному веществу, рассказывая о его важности и пользе для здоровья организма.

Интересные факты
из истории ванадия

До ХIХ века о ванадии известно не было. Его истинным первооткрывателем является мексиканец Дель Рио, обнаруживший неизвестный прежде металл в свинцовых рудах в 1801 году.

В своих экспериментах учёный имел дело не с чистым веществом, а с его разноцветными соединениями, за что и предложил окрестить элемент «панхромий» (многоцветный), но так как все соединения краснели при нагреве, он стал склоняться к названию «эритроний» (от греч. «красный»).

Однако европейское научное сообщество не отнеслось серьёзно к изысканиям малоавторитетного мексиканца, и сам Дель Рио засомневался в совершённом открытии.

И только через три десятилетия ванадий был вторично обнаружен шведом Сефстрёмом, давшим ему совместно с Берцелиусом закрепившееся в науке имя «ванадин» (в периодической таблице – Vanadium, V). Это название отсылает нас к древним германо-скандинавским мифам о богине любви и войны, возглавлявшей валькирий, Ванадис, то есть дочери рода Ванов (она же Фрейя).

Металл ванадий в чистом виде удалось получить только в конце 60-х годов ХIХ века англичанину Г. Роско. С этого момента началось изучение свойств этого серо-серебристого пластичного и химически инертного (благородного) металла.

Его способность делать сплавы сталей более прочными, упругими, износостойкими нашла разностороннее применение в металлургии. Современные автомобили, самолёты военная техника и оружие изготовляются с его помощью. Ванадий применяетсяи в химических, атомно-водородных, электронных технологиях, в лёгкой промышленности и сельском хозяйстве.

Однако геохимики ломают голову над тем, почему при высоком процентном содержании его в земных недрах, он очень рассеян, рассредоточен в других минералах, что и затрудняет его добычу и получение в широких масштабах. Так, при однопроцентном содержании его в руде уже говорят о богатом месторождении ванадия. Кстати, богаты ванадиемметеориты, где его включения превышают земные в 2–3 раза.

Роль ванадия
в организме человека

На сегодняшний день роль ванадия в организме человека не определена в полном объёме, так как крайне небольшое наличие его в организме (примерно 100 микрограмм, или 0,1 грамма) затрудняет исследования.

Но открывшиеся учёным биологические функции этого металла заставили отнести его к числу незаменимых элементов, хотя с момента его открытия около целого столетия в научной среде высказывалось немало сомнений на этот счёт.

Он обнаружен в самых разных тканях и органах: в костях, зубах и мышцах, сердце, лёгких, селезёнке, почках и щитовидной железе.

Этот редкий микроэлемент вовлечён в разнообразные метаболические процессы:

  • активно участвует в минеральном обмене, влияет на соотношение калия и натрия, на железо, йод и другие минералы. Ванадий способствует правильному расположению слоёв кальция в тканях костей и зубов, что предотвращает развитие остеопороза и кариеса;
  • регулирует обмен липидов (жиров), уменьшая уровень холестерина в крови, что благотворно влияет на сердечно-сосудистую систему, препятствует развитию атеросклероза;
  • нормализует углеводный обмен, уменьшает содержание глюкозы в крови. Соли ванадия обладает инсулиноподобным действием;
  • регулирует образование ряда ферментов;
  • ускоряет окислительно-восстановительные реакции.
  • стимулирует деятельность фагоцитов – клеток, отвечающих за уничтожение патогенных вирусов и бактерий. Следовательно, ванадий активирует иммунную систему.

Отмечаются его свойства улучшать дыхание тканей печени; влиять на работу почек, щитовидной железы, органов мочеполовой системы, глаз, мышц и нервной системы; уменьшать давление у гипертоников с нарушенным метаболизмом.

Изучаются антивозрастные, противораковые и антиоксидантные эффекты этого микроэлемента.
Содержащие ванадий фармакологические препараты применяются при лечении диабета, нарушений метаболизма, ожирения, гипертонии, атеросклероза, для снижения холестерина.

В прошлом имеется опыт использования этого металла для терапии сифилиса, ревматизма, туберкулеза и анемии.

Опасны ли дефицит и избыток
ванадия в организме?

  • Как и в случае с любым другим биологически активным нутриентом, дефицит или избыток ванадия отражается на состоянии здоровья человека. Хотя достоверных клинических данных о недостатке этого микроэлемента у людей не имеется, эксперименты над животными подтвердили опасность диеты, бедной ванадием. У млекопитающих нехватка этого вещества вызывала приостановку роста, увеличение щитовидки, разрушение зубов, искривление костей, значительное уменьшение выработки молока, гибель почти половины потомства (самопроизвольные аборты или же вскоре после рождения – судороги и смерть). У людей весьма редко фиксируемый дефицит ванадия может быть вызван отсутствием его в пище и нарушениями метаболизма, тогда их также могут настигнуть описанные выше симптомы, ещё возможно развитие атеросклероза и диабета.
  • А вот избыток ванадия встречается в медицинской практике чаще. Это может быть связано либо с большой его концентрацией в окружающей среде, с неправильной утилизацией отходов нефтедобывающей и тяжёлой промышленности, либо с злоупотреблением ванадийсодержащими фармацевтическими средствами. Поступление внутрь более 0,25 мг в день может дать токсический эффект, а 2–4 мг смертельны. Шизофрения – один из факторов роста уровня ванадия в организме. При сильной производственной интоксикации (в процессе изготовления топлива, стекла, асфальта) возникают сильное раздражение слизистых оболочек и кожи, воспаление органов дыхания, вероятно развитие аллергии, экземы, астмы. Перенасыщенность органов и тканей ванадием ведёт к нарушению различных биохимических процессов, в частности плохо вырабатываются необходимые нам жирные кислоты, ферменты, молекулы АТФ (важнейший энергетический резерв), обнаруживается нехватка витамина С и др. Возрастает риск появления опухолей, бронхолёгочных недугов, анемии.

Уменьшить отравляющее воздействие ванадия способны препараты микроэлемента хрома, этилендиаминтетрауксусная кислоту (ЭДТА) и богатая белками пища.

Нужен ли ванадий
в БАДах для спортсменов?

Многие комплексные биологически активные добавки включают в себя ванадий в установленных учёными безопасных дозировках.

Существуют и препараты, где этот металл является главным действующим веществом, например «Ванадил сульфат» К приёму этих добавок прибегают не только по врачебной рекомендации, но и в спортивных целях.

Как же показал себя ванадий в БАДах для спортсменов? Этот вопрос до сих пор вызывает споры.

Сторонники приёма ванадия в спорте нашлись в первую очередь среди культуристов и бодибилдеров. Полагаясь на инсулиноподобное свойство ванадия усиливать потребление мышцами глюкозы, они утверждают, что и анаболический эффект присущ этому веществу, как и инсулину.

Также от ванадийсодержащих препаратов ожидается снижение веса за счёт уменьшения жира, улучшения сердечно-сосудистой деятельности. Однако научно-экспериментальных подтверждений статистически значимого роста спортивных показателей в результате приёма ванадия сульфата не обнаружено. Подтверждено в опытах над крысами лишь снижающее сахар в крови действие этого металла.

Поэтому скептики имеют полное право сомневаться в чудодейственном влиянии ванадия на рост мышц, обещаемый фармацевтической рекламой.

Учитывая недостаточность научных исследований по данному вопросу и потенциальную опасность интоксикации при передозировке ванадием, с этим микроэлементом лучше быть осторожнее, восполняя его в организме естественным путём или с помощью добавок, где его содержание умеренное.

Ванадий в продуктах питания.
Суточная норма ванадия

Получать ванадий в продуктах питания – самый безопасный путь возмещения этого незаменимого микроэлемента, если только попавшая на стол еда не была выращена на экологически неблагополучной территории.

Суточная норма ванадия не велика, приблизительно 10–25 мкг.

Около 90 % потреблённого микроэлемента выводится из организма с мочой, так что пусть вас не пугают кажущиеся высокими показатели его содержания в некоторых видах пищи.

Итак, ванадием богаты печень, мясо, жир животных, курица, морская рыба и морепродукты. Вегетарианцы, как и любители мясной пищи, смогут найти источники ванадия по душе из широкого спектра продуктов.

В рисе его содержится 400 мкг/100 г, в редисе – 185 мкг, в фасоли – 180, в сушках и сухарях, мускатных и фисташковых орехах, листьях салата – 170, в горошке и картофеле – 150.

Также имеется он в растительном масле, моркови, кукурузе, свёкле, вишне, землянике, абрикосе, груше, ячмене, гречке, овсе, грибах, оливках, чесноке, арахисе. Есть он в пиве и вине, к тому же каждый человек получает этот нутриент вместе с водой.

Снабдят ваш организм ванадием наряду с массой других полезнейших веществ такие замечательные пчёлопродукты, как маточное молочко и мёд в сотах. Внимательно относитесь к своему ежедневному рациону и будьте здоровы!

Новости здоровья:

 

Дела на работе, домашние заботы, соцсети – все это нещадно пожирает наше свободное время. Даже поход в фитнес-зал после 30 лет дается непросто. При этом банальная зарядка с гантелями уже вас не устраивает и хочется чего-то большего. Какие главные причины заниматься спортом? Где взять мотивацию записаться в секцию плавания, боевых искусств или просто поиграть в…

Читать далее

Спортсмены-вегетарианцы сегодня мало кого удивляют. Многие звезды спорта осознанно выбирают такой путь и остаются только в выигрыше.

Куда более удивителен тот факт, что подобная практика существовала задолго до того, как вегетарианство стало мейнстримом.

Великие атлеты прошлого принципиально отказывались от мяса, но при этом продолжали бить рекорд за рекордом. Кто же эти герои, и в чем…

Читать далее

Всего одна-две таблетки – и на весах килограммов на три меньше! Мочегонные средства для похудения творят поистине чудеса, да и стоят недорого. И спортсмены их принимают, когда входят в весовую категорию. Только перенимая в обычную жизнь методы из спорта, мы не думаем, что там на алтарь победы кладется здоровье. Мы-то хотим быть красивыми и стройными,…

Читать далее

Неправильная работа нашего «мотора» может указывать на такую болезнь как мерцательная аритмия сердца.

Обычно патология характеризуется нарушением ритма, чувством замирания в области груди и частым сердцебиением.

Осложнения аритмии чреваты образованием тромбов, а это значит, что запущенная болезнь, если её не лечить, может перерасти в инфаркт или инсульт. Как предупредить сердечный недуг? Что делать, если заболевание…

Читать далее
 

Ванадий – роль в организме человека и суточная норма, дефицит элемента

Ванадий

Ванадий имеет множество названий из-за того, что был открыт несколько раз подряд.

Изначально его назвали «панхромием» за необычайные цветовые переливы, затем переименовали в «эритроний», потому что в элементе преобладал насыщенный красный оттенок.

По прошествии многих лет металл был переименован в честь богини Ванадис из скандинавских мифологий из-за своей красивой окраски во время соединений.

Ванадий – простой металлический микроэлемент, обозначаемый в химической таблице символом V, от латинского Vanadium. Пластичное металлическое вещество с серебристо-серого цвета имеет внешнее сходство со сталью. Стойкий к растворам щелочей и кислот, довольно инертный.

Микроэлемент может встречаться в почве и воде, но более высоким содержанием ванадия обладают магматические и осадочные породы, а также железные руды. Несмотря на широкую распространенность металла, в чистом виде он не образуется, но его обладателями являются многочисленные минералы.

Основная масса ванадия применяется в металлургии, атомной энергетике, кораблестроении, машиностроении, авиации, а также для производства военного снаряжения.

Но не менее значимым микроэлемент оказался в медицине и в организме человека.

Хоть функции вещества до конца не ясны, различные ученые считают металл в большей или меньшей степени полезным, но ни один из исследователей не отрицает тот факт, что элемент играет определенную роль в человеческой особи.

Биологическая роль ванадия в жизненных процессах человека до настоящего времени находится на стадии исследования, но точно отмечен тот факт, что элемент участвует в определенных жизненно важных функциях, польза которых проявляется различно.

Ванадий присутствует в каждом организме, что свидетельствует о его необходимости присутствия в теле.

Хоть вещества находится в органах и немного, всего 0,11 для среднестатистического взрослого человека с массой около 70 кг, этого количества вполне хватает для обеспечения организма.

Концентрация металла располагается в костной ткани, крови, в клетках тканей почек, сердца, селезенки, щитовидной железы, легких. На основании своего узлового расположения ванадий участвует в регуляции сердечной деятельности, углеводном обмене и метаболизме костных тканей.

К ценным функциям микроэлемента относится активизация фагоцитов – клеток иммунной системы, которые направлены на поглощение чужеродных организмов: вирусов, токсинов, недееспособных клеток, бактерий.  Под действием элемента иммунные клетки продуктивней очищают организм на клеточном уровне, а также более результативно отражают воспалительные процессы и инфекции.

Микроэлемент подавляет производительность холестерина, поддерживая тем самым хорошую форму сосудов мозга и мышечной ткани в сердце, и регулируя давление в артериях, что, несомненно, ценно для лиц, подверженных заболеваниям сосудов и сердца. Также известно и то, что микроэлемент в легкой степени тормозит производительность кислот жирных, обеспечивая нормализацию обмена жиров и липидов.

Нужен ванадий и для соединений ферментов, чтобы вещества, требуемые организмом, благополучно усваивались и синтезировались. В качестве ускорителя процессов металл принимает участие в химических реакциях, связанных с окислением и восстановлением, и предотвращает окисление гемоглобина.

Благодаря ванадию клетки печени усваивают больше кислорода, а фосфолипиды быстрее окисляются, что положительно влияет на сахар в крови. Именно в качестве такого фактора довольно часто используют соединения металла одновременно с инсулином при сахарном диабете. В редких случаях возможно полное воздержание от инсулина.

На основании того, что микроэлемент обладает окислительными способностями, в качестве антиоксиданта он блокирует расширение свободных радикалов, к тому же влияет на прирост клеток, контролируя их деление. Это, в свою очередь, тесно связано с предотвращением формирования новообразований различной этиологии.

Среди других важных процессов стоит отметить такие действия микроэлемента:

  • синтез микрочастиц гемоглобина и его дальнейшая стабилизация;
  • расщепление и усваивание высокомолекулярных органических веществ посредством стимуляции ферментов;
  • биосинтезирование гормонов в системе эндокринных желез;
  • усваивание печенью оптимальных доз кислорода;
  • контроль процессов в нервной структуре;
  • образование костной ткани, зубов;
  • предупреждение атеросклероза.

В косметологии микроэлемент используется в форме вытяжки из василька, которым богат цветок. Экстракт часто применяют в таких косметических средствах, как тоник, крем, домашние настои. А применят для чувствительной кожи век, для кожных покровов с различными проблемами в виде высыпаний.

Связь микроэлемента с другими веществами

Положительная связь микроэлемента ванадия с другими полезными веществами способствует повышенной эффективности комбинированных элементов на отдельные зоны организма или на здоровье в целом, отрицательное взаимодействие – угнетает роль того или иного продукта. В этом разделе мы рассмотрим некоторые соединения металла с другими субстанциями и то, как это проявляется в теле.

Фтор, селен и цинк более качественно усваиваются при наличии ванадия, а само описываемое вещество всасывается благодаря этим элементам. Питательные источники, богатые хромом, способны контролировать объем ванадия в организме, не допуская токсичности.

Микроэлемент напрямую взаимодействует с натрием, кальцием, цирконием и калием, которые также наполняют кости, мышечную и жировую ткань, а также зубы. Цирконий совместно с металлом поддерживает легкие, почки, сердечную мышцу, щитовидную железу и селезенку, улучшая их работу. Кальциевые соли гармоничнее распределяются в дентине и эмали зубов с помощью микроэлемента.

А вот соединения железа, магния и алюминия слишком восприимчивы к ванадию, поэтому способны усилить его токсичность, при больших совместных концентрациях. Такой же усиливающей особенностью наделена и аскорбиновая кислота.

Медикаменты и химические вещества, которые препятствуют образованию тромбов, становятся менее эффективными под действием ванадия.

в продуктах

микроэлемента в некоторых питательных продуктах и других источниках достаточно большое, поэтому можно считать прием подобных продуктов удовлетворительным для оптимальной концентрации ванадия в организме.

Больше всего этого вещества содержится в таких продуктах:

  • неочищенный рис;
  • овес;
  • бобовые;
  • злаки;
  • грибы;
  • листовые овощи;
  • редис;
  • морепродукты;
  • рыба;
  • капуста;
  • оливковое масло.

На самом деле очень много питательных источников содержат ванадий. В перечне продовольствия высшие строчки занимают источники, имеющие около 200-150 мкг ванадия на 100 г изделия. Небольшие дозы ванадия могут проникать в желудок с водой. Также залежи элемента имеются в пчелиных сотах и маточном молочке.

Дневная потребность

Несмотря на то, что дневная потребность микроэлемента в различных источниках указывается по-разному, употребляя в пищу продукты, содержащие ванадий, можно быть уверенными в полном и оптимальном насыщении металлом.

Достаточно безопасной можно назвать цифру 0,1-1 мг, которая считается адекватной в качестве суточной нормы для человека. В некоторых случаях доза равна 0,25 мг уже может вызвать интоксикацию, а прием от 2 до 4 мг ванадия чреват тяжелейшим отравлением и смертельным исходом.

Как сохранить полезные свойства металла в сбалансированном питании? Соединения ванадия довольно чувствительны к длительному хранению и термической обработке. Элемент способен окисляться под воздействием прямых солнечных лучей и повышенной влажности, терять полезные свойства при длительной варке или жарке, а также при разморозке.

Самым идеальным приемом сохранения вещества в питании является употребление продуктов (фруктов и некоторых овощей) в необработанном виде. Также допускается недолговременная готовка на пару и варка в малом объеме воды.

Но даже при соблюдении всех условий приготовления организм усваивает лишь 1% микроэлемента, а остальное выходит с экскрементами. Именно поэтому практически невозможно получить передозировку ванадием, к тому же белки, которые также содержатся во многих источниках питания, понижают токсичность металла.

Специалисты в области медицины советуют употреблять ванадий исключительно в составе продуктов. А помимо этого, еще и грамотно комбинировать пищу, чтобы не допускать негативного воздействия ванадия. Например, идеальным сочетанием считается присутствие в меню одновременно и хрома, и ванадия. Такие блюда можно составить на основе морепродуктов с рисом, тунца со шпинатом или грибов и брокколи.

Дефицит элемента

В настоящее время дефицит химического элемента известен поверхностно и еще в состоянии исследований.

Но первые результаты показали, что недостаток ванадия негативно сказывается на структуре мышечной и костной тканей. Повышается вероятность задержки в росте, ухудшение работы желез эндокринной системы.

Во время беременности у плода могут возникнуть дефекты в развитии. При нехватке элемента возможен риск появления новообразований.

По некоторым данным, нехватка вещества может спровоцировать:

  • сердечно-сосудистые болезни;
  • повышенный холестерин;
  • развитие раковых заболеваний;
  • снижение сахара в крови;
  • патологию у диабетика.

Зачастую причиной недостатка микроэлемента являются различные нарушения в работе пищеварительного тракта. Или же, как было описано выше, прием веществ, способствующих выведению ванадия из организма, не позволяет организму напитаться полезными частицами.

Отравление ванадием

Отравление ванадием возможно при чрезмерном его употреблении. Ввиду его повышенной токсичности, переизбыток металлическим компонентом может наступить вследствие загрязненной экологии. Также интоксикацию веществом могут получить лица, трудящиеся на производстве асфальта, стекла.

Профессиональные отравления металлом могут сопровождаться астмой, анемией, дерматитами. Переизбыток ванадия проявляется и другими симптомами:

  • тягостным ощущением в области желудка;
  • утратой аппетита;
  • зеленоватым налетов в области тела языка;
  • снижением массы тела;
  • замедлением роста;
  • снижением защитных функций организма;
  • диареей;
  • обезвоживанием;
  • расстройствами на нервной почве;
  • нарушением всех функций почек.

Более тяжелыми последствиями могут стать повреждения дыхательных органов, печени, сосудов. Некоторые спортсмены ошибочно считают, что витаминные добавки с повышенным содержанием металла способствуют росту мышечной массы. Но подобное влияние ванадия учеными не подтверждено.

Применение в медицине

В медицине применение ванадия чаще направлено на группу заболеваний, связанных с усвоением глюкозы. Витаминно-минеральные комплексы с содержанием этого вещества иногда рекомендуют профессиональным спортсменам, связанным с силовым и длительным тренингом. Также подобный компонент используется при проблемах с увеличением массы тела и повышением холестерина.

Любое из перечисленных заболеваний индивидуально рассматривается специалистами в области медицины. А добавки в виде ванадия врачи рекомендуют употреблять только после результатов анализов, которые могут выявить недостаток вещества.

К самым известным препаратам следует отнести сульфат ванадила, «Диабетикс Баланс», Vanadyl Complex, «Теравит Тоник». Помимо этих витаминных комплексов существует множество биодобавок БАДов, которые помимо ванадия, содержат еще и хром.

Металл Ванадий: цена, свойства и применение

Ванадий

Металл серебристо — белого цвета, который при нагреве до температуры 300 градусов Цельсия склонен к насыщению различными газами, например, кислородом или азотом, называют ванадием.

  Металл ванадий и его цена за 1 кг лома на сегодня лежит в диапазоне от нескольких десятков до тысяч долларов США — это химический элемент, занимающий в таблице Менделеева место под номером 23.

Он расположен между титаном и хромом.

Ванадий — это тугоплавкий металл, температура плавления составляет 1735 ºC. Он часто встречается в земной коре, по некоторым расчётам, его объем составляет до 0,005%, от земной коры. Его можно встретить в составе более чем полусотни минералов. Для нужд экономики ежегодно добывают 10 000 тонн этого металла.

Кстати, специалисты горного дела считают рентабельными выработки с рудой, содержащей более 0,1% ванадия.

Цена ванадия за 1 кг лома

Роль ванадия в промышленности сложно переоценить. Более того если посмотреть на динамику добычи этого материала, то сразу будет видно, что ежегодный прирост составляет до 1,5%. Ключевыми игроками в этой части рынка можно назвать следующие страны:

  • Китай;
  • ЮАР;
  • Российская Федерация.

На долю остальных государств приходиться всего несколько процентов от мирового объема, между тем как «Поднебесная» контролирует более трети рынка. По оценкам некоторых экспертов — до 36%.

Следует отметить и то, что рост добычи был спровоцирован увеличением объемов потребления ванадия и его производных в металлургической промышленности. И вновь — Китай впереди всех. Такая ситуация не может не отразится не уровне цен на этот металл и его соединения.

Цена на сентябрь 2018 года за кг ванадия составляет 16 долларов США или 900 рублей.

Говоря о цене на этот продукт надо понимать что на рынке в РФ представлено несколько позиций продукции, содержащий в себе ванадий. Это :

  • Полоса;
  • Проволока;
  • Слиток;
  • Проволока и пр.

При этом на рынке РФ активно работает несколько компаний, большинство из которых, расположены в Москве. В зависимости от типа продукции существенно разнится цена.

Так к примеру, ВНПЛ-1 (полоса) достигает стоимости в Москве 2026 USD, а ВНМ — 1 (слиток) 211.

Такой уровень цен обусловлен в первую очередь сложностью потребления и конечно спросом со стороны потребителей.

Применение ванадия в промышленности

Изначально, ванадий применяли для получения цветного стекла, керамических изделий и красок. Соединения, полученные на основании ванадия придавали неповторимый голубой или зелёный цвет стекольным изделиям. В том время как фарфор и керамика получали золотистую глазурь полученную из веществ, полученных из ванадия.

Оксид ванадия, произвёл значительный прорыв в теле окрашивания тканей, произведённых из хлопка и шелка.

Первая мировая война вызвала всплеск интереса к ванадию, точнее к серной кислоте, которую производили с помощью этого металла. Именно при получении кислоты, ванадий стали использовать как заменитель платины, которую использовали как катализатор.

Ванадий и металлургия

В отличии от химической отрасли, обходящейся ванадиевыми производными, металлургическая промышленность использует его в чистом виде. Все дело в том, что этот металл применяют как легирующий элемент.

После аварии, случившейся на гонках, обломок двигателя попал в руки Генри Форда — старшего, который и вызвал его к себе необычайной твёрдостью, вязкостью и малым весом. После проведённых анализов стало понятно, что двигатель был изготовлен из стали с примесью ванадия.

Исследования, выполненные в компании Форда, позволили получить стальные сплавы отличающиеся низкой массой, высокой прочностью. В следствие этого автомобили получили улучшенные ходовые характеристики, жёсткость и прочность конструкции. Кстати, после этого, Генри Форд и произнёс фразу, приведённую выше.

Примерно в то же время инженеры из разных стран использовали ванадиевые стали для получения брони, изготовления оружейных стволов, установленных, в том числе и на авиационных пушках и пулемётах.

Можно отметить, что для изготовления армейских касок во время Первой мировой войны применяли кремниевые и никелевые добавки, но только использование ванадиевых присадок, позволило добиться желаемых результатов. При этом, содержание ванадия в стали достигало всего 0,2%.

Надо отметить, что использование этого металла позволило снизить вес и цены на изделия для военных. Изготовление стали с добавлением ванадиевых и хромовых компонентов, обладающей высокой усталостной прочностью, позволило увеличить выпуск авиационных моторов, торпед, бронебойных боеприпасов и пр.

Кстати, появление таких сталей привело к снижению цены на готовую продукцию.

Некоторые особенности использования ванадия

Специалисты знают, что использование ряда элементов изменяет свойства стали. Например, молибден обеспечивает хорошую прокаливаемость, никель повышает вязкость. Но и тем не менее, какое влияние может оказать та или иная добавка можно определить не всегда. Между тем, ответ на вопрос, почему ванадий оказывает хорошее воздействие на стали лежит на поверхности.

Все дело в свойствах этого металла. В процессе изготовления расплав стали активно впитывает в себя различные газы. По мере остывания, в стальном слитке образуются микроскопические пузырьки. При дальнейшей обработке, например, ковке, он изменяют форму и его прочность становиться разной.

После введения в расплав ванадия, он вступает в реакцию с проникшими газами, а это в свою очередь приводит к образованию шлаков, которые всплывают и удаляются в процессе плавки. Оставшийся в стали ванадий образует твёрдые и жаростойкие соединения, их называют карбиды. Они препятствуют появлению крупных кристаллов.

После остывания сталь получается мелкозернистой, обладающей высокой твёрдостью и ковкостью.

Наличие ванадия в стали позволяет ей сохранять свои свойства при высоких температурах, которых появляются при обработке, например, при точении или шлифовании.

Кроме того, ванадиевые добавки, гарантируют наличие мелкокристаллической структуры материала.

Ещё свойство, которое появляется у стали, полученной с ванадиевыми добавками — стойкость к истиранию.

Так, цилиндры, применяемые в дизельных двигателях и изготовленные из качественной углеродистой стали, после пробега в тысячу моточасов теряют до 0,4 мм в толщине стенки, в то время, как те, которые выполнили из ванадиевой стали всего 0, 1 мм. Это не только повышают ресурс двигателя, но и снижают эксплуатационную стоимость.

Кстати, ванадий применяют не только в получении стали. Его применяют при производстве алюминиевого сплава под названием Вавилим. Он применяется при производстве машин и механизмов работающих под воздействием морской воды.

Ванадий применяют при производстве лабораторной посуды, инструментальных сталей. Даже качественные духовые музыкальные инструменты не обходятся без его участия.

На основании вышесказанного можно сказать следующее — применение ванадия и его соединений позволяет не только улучшить свойства различных материалов, но и снизить их эксплуатационные свойства.

Ванадий в человеческом организме

Без этого элемента не обходится и наш организм. В частности ванадий оказывает следующее воздействие:

  • замедляет процессы старения;
  • усиливает процессы обмена веществ;
  • замедляет процесс выработки холестерина;
  • положительно влияет на работу цнс, органов пищеварения и пр.;
  • стабилизирует работу сердечно-сосудистой системы, в том числе снижает кровяное давление.

Надо отметить, что это малая часть его положительного влияния ванадия на человеческий организм. Именно поэтому этот элемент и его производные входят в состав различных медикаментов и витаминов, которые можно приобрести во многих аптеках нашей страны, в том числе и Москвы.

Производство ванадия, формы поставки

Сложностью технологического процесса и трудоёмкостью отличается производство ванадия и изделий из него. Это вызвано в первую очередь тем, что ванадиевая руда имеет сложный состав и малое содержание искомого урана. Именно поэтому, использование традиционных методов обогащения руды не представляется возможным.

В следствие этого применяют многоэтапные методы обогащения, то есть, сначала получают промежуточные соединения, например, ванадаты (пятиокись ванадия), которые в свою очередь перерабатывают в феррованадий или готовый продукт.

Надо отметить, что существует много вариантов разложения промежуточных соединений и некоторые из них отличаются громоздкостью. Все это не может не сказаться на цене готового продукта.

На рынке можно встретить предложения по поставке следующих изделий из ванадия:

  • круги;
  • слитки;
  • полосу и некоторые другие.

Приобрести указанную продукцию можно в специализированных компаниях, расположенных в том числе и Москве.

Ванадий №23 химический элемент

Ванадий

В начале XIX в. в Швеции были найдены новые богатые месторождения железной руды. Одна за другой сооружались доменные печи. Но что примечательно: при одинаковых условиях некоторые из них давали железо удивительной ковкости, в то время как из других получался более хрупкий металл.

После многих безуспешных попыток наладить процесс выплавки высококачественного металла в «плохих» домнах металлурги обратились за помощью к химикам, и в 1830 г. Нильсу Сефстрему удалось выделить из шлака «лучших» домен неизвестный черный порошок.

Сефстрем сделал вывод, что изумительную ковкость металлу придает присутствие в руде какого-то неизвестного элемента, содержащегося в черном порошке.

Этот новый элемент Сефстрем назвал ванадием в честь легендарной Ванадис — богини красоты древних скандинавов.

Открытие нового элемента всегда было большой честью для ученого. Поэтому можно представить себе огорчение мексиканского минералога Андреса Мануэля дель Рио, который еще в 1801 г.

обнаружил в свинцовой руде никогда не встречавшийся прежде элемент и назвал его эритронием.

Но, усомнившись в собственных выводах, дель Рио отказался от своего открытия, решив, что встретился с недавно открытым хромом.

Еще большее разочарование постигло блестящего немецкого химика Фридриха Вёлера. В те же годы, что и Сефстрему, ему довелось исследовать железные руды, привезенные из Мексики А. Гумбольдтом. Те самые, что исследовал дель Рио.

Вёлер тоже нашел в них что-то необычное, но его исследования прервала болезнь. Когда он возобновил работу, было уже поздно — Сефстрем обнародовал свое открытие.

Свойства нового элемента совпадали с теми, что были занесены в один из лабораторных журналов Вёлера.

И только в 1869 г., спустя 39 лет после открытия Сефстрема, элемент № 23 впервые был выделен в относительно чистом виде. Английский химик Г. Роско, действуя водородом на хлористый ванадии, получил элементный ванадий чистотой около 96%.

В чистом виде ванадий — ковкий металл светло-серого цвета. Он почти и полтора раза легче железа, плавится при температуре 1900±25°С, а температура его кипения 3400°С. При комнатной температуре в сухом воздухе он довольно пассивен химически, но при высоких температурах легко соединяется с кислородом, азотом и другими элементами.

В соединениях ванадий проявляет четыре валентности. Известны соединения двух-, трех-, четырех- и пятивалентного ванадия.

Ванадий и химическая промышленность

В основную химическую промышленность ванадий пришел не сразу. Его служба человечеству началась в производстве цветного стекла, красок и керамики. Изделия из фарфора и продукцию гончарных мастеров с помощью соединений ванадия покрывали золотистой глазурью, а стекло окрашивали солями ванадия в голубой или зеленый цвет.

В красильном деле ванадий появился вскоре после опубликования в 1842 г. сообщения выдающегося русского химика Н. Н. Зинина о получении им анилина из нитробензола. Реакция Зинина открывала новые возможности для развития производства синтетических красителей.

Соединения ванадия нашли применение в этой отрасли химии и принесли ей значительную пользу. Ведь достаточно всего одной весовой части V2O5, чтобы перевести 200 тыс. весовых частей бесцветной соли анилина в красящее вещество — черный анилин. Столь же эффективным оказалось применение соединений ванадия в индиговом крашении.

Так элемент № 23 пришел в ситцепечатание, в производство цветных хлопчатобумажных и шелковых тканей.

Промышленность нуждалась в ванадии и его соединениях, но руд, богатых этим элементом, было немного.

Инженеры французской сталелитейной фирмы «Крезо», видимо, обратили внимание на то, что первые соединения ванадия Сефстрем получил не из руды, а из металлургических шлаков, и в 1882 г. наладили их производство на той же основе.

На протяжении 10 лет завод «Крезо» ежегодно выбрасывал на мировой рынок по 60 т пятиокиси ванадия V2O5. Однако вскоре спрос на соединения ванадия для получения черного анилина резко упал, и производство их значительно сократилось.

Но в начале первой мировой войны химикам вновь пришлось обратиться к элементу № 23. В эти годы сражающимся странам потребовались громадные количества серной кислоты. Ведь без нее невозможно получить нитроклетчатку — основу боевых порохов. Известно, что серная кислота получается окислением сернистого ангидрида SO2 в серный ангидрид SO3 с последующим присоединением воды.

Однако SO2 непосредственно с кислородом реагирует крайне медленно.

Окисление сернистого ангидрида может происходить при восстановлении двуокиси азота (на этой реакции основан нитрозный способ производства серной кислоты), но более чистая и концентрированная кислота получается, если реакцию окисления SO2 в SO3 проводить в присутствии некоторых твердых катализаторов (контактный метод производства).

Первым катализатором сернокислотного контактного производства была дорогостоящая платина. Ее, естественно, не хватало, требовались заменители.

Ими оказались пятиокись ванадия V2O5 и некоторые соли ванадиевых кислот, например Ag3VO4. Они почти с таким же успехом, как и платина, ускоряют окисление SO2 в SO3, но обходятся значительно дешевле, да и требуется их меньше.

И главное, они не боятся контактных ядов, выводящих из строя платиновые катализаторы.

Катализаторы на основе ванадия играют большую роль и в современной химии. Их по-прежнему можно встретить в большинстве цехов по производству серной кислоты, не обходятся без них и такие важные процессы, как крекинг нефти, получение уксусной кислоты путем окисления спирта и многие другие.

Ванадий и сталь

Если химическая промышленность нуждается прежде всего в соединениях ванадия, то металлургии необходимы сам металл и его сплавы. Ванадий — один из главных легирующих элементов.

Поучительный, но в общем-то случайный опыт шведских металлургов с «плохими» и «хорошими» домнами не стал основой для широкого внедрения ванадия в металлургию. Произошло это значительно позже.

В 1905 г., на заре автомобилестроения, во время гонок в Англии одна из французских машин разбилась вдребезги. Один из обломков двигателя этой машины попал в руки Генри Форда, присутствовавшего на состязаниях.

Обломок удивил будущего «автомобильного короля»: металл, из которого он был изготовлен, сочетал исключительную твердость с вязкостью и легкостью.

Вскоре лаборатория Форда установила, что этот металл — сталь с добавками ванадия.

Не считаясь с затратами, Форд организовал исследования. После нескольких неудач из его лаборатории вышла ванадиевая сталь необходимого качества.

Она сразу дала возможность облегчить автомобили, сделать новые машины прочнее, улучшить их ходовые качества. Снизив цены на автомобили благодаря экономии металла, Форд смог привлечь массу покупателей.

Это дало ему повод сказать: «Если бы не было ванадия, то не было бы и моего автомобиля».

Однако еще за 10 лет до того, как Форд узнал о существовании ванадиевой стали, французские инженеры выплавляли ее и получали высококачественные броневые плиты. Из этой стали были сделаны и первые пушки, установленные на самолетах.

Необходимость броневой защиты для пехоты и артиллерийских расчетов стала особенно очевидной в ходе первой мировой войны, когда пришлось столкнуться с орудийным и пулеметно-ружейным огнем невиданной прежде интенсивности.

Первоначально для изготовления касок и щитов орудий применяли сталь с большим содержанием кремния и никеля, но испытания на полигоне показали ее непригодность. Сталь, содержащая всего 0,2% ванадия, оказалась более прочной и вязкой. К тому же она была легче.

Хромованадиевая сталь еще прочнее. Она хорошо сопротивляется удару и истиранию. Кроме того, она обладает достаточно высокой усталостной прочностью.

Поэтому ее стали широко применять в военной технике: для изготовления коленчатых валов корабельных двигателей, отдельных деталей торпед, авиамоторов, бронебойных снарядов.

Стали, содержащие ванадий, не утратили своего значения и поныне. Элемент № 23 придает стали такие качества, как прочность, легкость, устойчивость к воздействию высоких температур, гибкость. Чем объяснить столь широкий диапазон полезных свойств? Ответить на этот вопрос помогает сам ванадий. Он — один из «откровенных» металлов. Как это понимать?

Известно, что наилучшую прокаливаемость стали придает молибден, наибольшую вязкость сталь приобретает от введения никеля, а ее магнитные свойства усиливаются присутствием кобальта. Далеко не всегда можно точно сказать, почему та или иная легирующая добавка придает стали определенные качества. А вот о причинах улучшения свойств стали ванадием многое известно достаточно полно и достоверно.

Давно установлено, что расплавленная сталь поглощает много газов, прежде всего кислорода и азота. Когда металл остывает, газы остаются в слитках в виде мельчайших пузырьков. При ковке пузырьки вытягиваются в нити (волосовины) и прочность слитка в разных направлениях становится неодинаковой.

Ванадий, введенный в сталь, активно реагирует с кислородом и азотом, продукты этих реакций всплывают на поверхность металла жидким шлаком, который удаляется в процессе плавки. Тем самым повышается прочность отливок. Оставшийся ванадий раньше других элементов взаимодействует с растворенным в стали углеродом, образуя твердые и жаростойкие соединения — карбиды.

Карбиды ванадия плохо растворяются в железе и неравномерно распределяются в нем, препятствуя образованию крупных кристаллов. Сталь получается мелкозернистой, твердой и ковкой. Структура ванадиевой стали сохраняется и при высоких температурах.

Поэтому резцы из нее меньше подвержены деформациям в процессе обработки детали на больших скоростях, а штампы незаменимы для горячей штамповки. Мелкокристаллическая структура обусловливает также высокую ударную вязкость и большую усталостную прочность ванадиевой стали. Практически важно еще одно ее качество — устойчивость к истиранию.

Это качество можно наглядно проиллюстрировать таким примером: за тысячу часов работы стенки цилиндров дизель-моторов, изготовленных из углеродистой стали, изнашиваются на 0,35-0,40 мм, а стенки цилиндров из ванадиевой стали, работавших в тех же условиях, — лишь на 0,1 мм.

«Вавилиом» и другие..

Но не только сталь облагораживается ванадием. Свойства других металлов также улучшаются при введении в них элемента № 23. Стоит добавить 3% ванадия в алюминий, как этот металл становится очень твердым. «Вавилиом» — так называется этот сплав — хорошо противостоит разрушающему действию влажного воздуха и соленой воды.

Из подобного же сплава (но с 2% ванадия) изготовляют духовые музыкальные инструменты. Хорошо известен сплав меди с 8% ванадия. Он используется как исходное сырье для получения сплавов меди с другими металлами.

Бронзы и латуни, содержащие 0,5% ванадия, не уступают по механическим свойствам стали и поэтому идут на изготовление ответственных узлов и деталей сложного профиля. Химическая стойкость сплава никеля с 18-20% ванадия соизмерима с инертностью благородных металлов, поэтому из него делают лабораторную посуду.

Добавки ванадия в золото придают последнему несвойственную ему твердость. В последнее время довольно много ванадия идет в сплавы на основе титана.

Сплавы ванадия легче растворяются в металлах, чем чистый ванадий, и плавятся при более низкой температуре. Эти две особенности используются в черной металлургии: для легирования чугуна и стали обычно применяет феррованадий — сплав ванадия с железом. И только в расплавленном серебре ванадий не растворяется.

Месторождения ванадия

В земной коре ванадия намного больше, чем хрома, никеля, свинца, цинка и даже меди. Однако минералы, богатые элементом № 23, встречаются редко.

Соединения ванадия рассеиваются в земной коре водой; они более растворимы, чем природные соединения других металлов, расположенных в правой половине менделеевской таблицы, и перемещаются в горных породах на значительные расстояния. Ванадий накапливается в некоторых рудах и других металлов — свинца, меди, цинка, урана, а также в угле, нефти, сланцах.

Один из немецких заводов, например, получал от сжигания венесуэльской нефти золу, которая содержала до 10% ванадия. Некоторое время зола из топок, сжигавших эту нефть, была исходным сырьем для получения ванадия.

В 1902 г. в Испании было открыто первое месторождение ванадинита Pb5(VO4)3Cl В 1925 г. ванадинит обнаружили в Южной Африке. Он встречается также в Чили, Аргентине, Мексике, Австралии, США. Исключительны по своему значению месторождения ванадия в Перу.

Они находятся в горах, на высоте 4700 метров над уровнем моря. Главное богатство перуанских месторождений — минерал натронит — простое соединение ванадия с серой V2S5.

При обжиге натронита получаются концентраты с очень высоким содержанием пятиокиси ванадия — до 20-30%.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть