VANADIUM

Vanadium

 

[v-; nach dem Beinamen Vanadis der altnordischen Göttin Freyja (wohl nach dem schönen, farbenprächtigen Aussehen mancher Vanadiumverbindungen)] das, -s, früher Vanadin, chemisches Symbol V; ein chemisches Element aus der fünften Nebengruppe des Periodensystems. Vanadium ist ein stahlgraues, kalt schmied-, walz- und ziehbares Metall, das gegen Alkalien sowie gegen Salzsäure, Phosphorsäure und verdünnte Schwefelsäure beständig ist, aber von Salpetersäure und Flusssäure (unter Bildung der entsprechenden Vanadiumsalze) gelöst wird. An der Luft ist Vanadium beständig, es wird jedoch oberhalb 300 ºC merklich oxidiert; beim Erhitzen im Sauerstoffstrom verbrennt es unter Bildung von Vanadiumpentoxid, V₂O₅.

 

Vanadium gehört zu den häufigeren Elementen und steht in der Häufigkeitsliste der chemischen Elemente an 23. Stelle. Wichtige Vanadiumminerale sind v. a. Carnotit, Descloizit und Vanadinit. Vanadium tritt jedoch nur selten angereichert auf, meist ist es in geringen Mengen ein Begleiter von Eisenerzen (besonders Titanomagnetiterzen) sowie von Blei-, Chrom- und Zinkerzen; geringe Gehalte von Vanadium finden sich ferner in Erdölen und Kohlen sowie in Bauxiten und Phosphatlagerstätten.

 

Vanadium wird technisch nach (entsprechend dem verwendeten Rohstoff) verschiedenen Verfahren gewonnen. Bedeutung für die Gewinnung haben v. a. Titanomagnetiterze, daneben auch Rückstände der Erdölverarbeitung (besonders Kesselrückstände und Flugaschen aus Kraftwerken). Beim Verarbeiten vanadiumhaltiger Eisenerze im Hochofen z. B. geht das Vanadium in das Roheisen über, aus dem es durch Verblasen im Konverter (Oxidieren) in Form einer 5 %igen Vanadiumschlacke gewonnen wird. Durch Rösten mit Soda erhält man hieraus Natriumvanadat, das ausgelaugt und (nach Reinigung der Lösung) in Vanadiumpentoxid übergeführt wird. Daraus wird durch Reduktion mit Calcium oder Aluminium das reine Metall gewonnen. Wegen dessen geringer technischer Bedeutung wird das Vanadiumpentoxid meist mit Eisenoxid durch Aluminium oder Silicium zu Ferrovanadium (Ferrolegierungen) reduziert, das v. a. als Legierungszusatz für Stahl verwendet wird. Daneben werden auch weitere Vorlegierungen hergestellt, z. B. Vanadium-Aluminium-Legierungen, die zur Herstellung von Vanadium-Titan-Legierungen dienen.

 

Vanadium zählt zu den für Säugetiere und Menschen lebensnotwendigen Spurenelementen. Auch für einige weitere Lebewesen ist Vanadium wichtig; es findet sich z. B. im Blut der Manteltiere (als Hämovanadin); von Nitritbakterien wird es als Sauerstoffüberträger benötigt; in geringen Mengen ist Vanadium auch in Pflanzen enthalten. - Toxikologische Bedeutung haben v. a. vanadiumhaltige Stäube, die die Atemwege reizen können.

 

Die Minenproduktion von Vanadium betrug 1997 weltweit 35 000 t; Hauptproduzenten sind die Republik Südafrika (16 000 t), Russland (11 000 t) und China (7 000 t). Als Kuppelprodukt kann Vanadium jedoch auch aus anderen Quellen gewonnen werden; es entsteht z. B. als Beiprodukt bei der Verbrennung schwerer Öle. So wurden in den USA auf diese Weise (1996) 3 730 t Vanadium gewonnen. Die Weltreserven werden auf 63 Mio. t geschätzt, die abbauwürdigen Vorkommen in den Minen auf circa 27 Mio. t.

 

Vanadium wurde 1801 von dem mexikanischen Mineralogen Andres Manuel del Rio (* um 1769, ✝ vor 1849) in einem mexikanischen Bleierz entdeckt, jedoch noch für unreines Chrom gehalten. 1830 fand der schwedische Chemiker Nils Gabriel Sefström (* 1787, ✝ 1845) das Vanadium in einem Eisenerz erneut. 1869 stellte H. Roscoe erstmals reines Vanadium durch Reduktion von Vanadiumchlorid her.