Son Haberler

Vanadyum Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

-
Eylül 2, 2022
Vanadyum Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

Vanadyum, dünyada en bol bulunan elementler arasında 22. sırada yer alır. Yaşamın bırakılmazı demir ve çeliğe anlam ve kalite kazandıran maddedir.

Vanadyum Nedir? Özellikleri, Kullanımı

Vanadyum, metal olarak kullanıldığı alanlara kalite kazandıran özellikte bir elementtir. İnsan bedeninde ve bitkilerde de bulunan vanadyum, özellikle demir ve çelik yapımında bırakılmaz bir maddedir. Sanayide çok sık kullanılan alet ekiplerinin hammaddesi vanadyumdur. Paslanmaz ve dayanıklı metaller için “bulunmaz Hint kumaşıdır” diyebiliriz. Çok sık kullandığımız ürünlerin içeriğinde bulunmasına karşın varlığından pek haberdar değilizdir. İnsan sağlığına da kritik tesirleri bulunan vanadyumu tanıdıkça “bu da mı vanadyumdan yapılmış” diyeceksiniz.

Tarihçesi

Vanadyum, acayip bir biçimde iki kere keşfedilen bir elementtir. Meksikalı mineraloji profesörü Andres Manuel del Rio, 1801 senesinde Mexico City’deki bir mermi madeninde vanadinit minerali buldu. Bu minerali inceleme için Paris’e gönderdi. Fransız kimyacılar bu mineralin bir krom minerali olduğu kanısına vardı. Bu sebeple Rio’nun fark etmeden keşfettiği vanadyum bilim etraflarınca tanınmadı. Bu bulgudan 30 sene sonra 1831 senesinde ise, İsveçli kimyacı Nils Gabriel Selfström, bir demir madeninde vanadyum keşfetti. Saf vanadyum ilk olarak 1869 senesinde Henry Roscoe tarafından üretildi.


Kimyevi Özellikleri

Vanadyumun kimyevi sembolü “V”dir. Atom numarası 23, atom ağırlığı 50,94’cins. Erime noktası 1910 derece, kaynama noktası 3407 derecedir. Periyodik cetvelin 5-B grubunda yer alır. Katı, sarımtırak gümüşî gri renkli, parlak, yumuşak ve sünek bir geçiş metalidir. Saf vanadyum, parlak beyaz bir metaldir. Yapısal olarak güçlüdür. Sıcaklığı çoğalınca oksitlenerek sarı-kırmızı arası toz halinde vanadyum anhidrit alana kazanç. Toksik değildir, bazı bileşikleri toksik özellikler gösterir. Isı ve elektrik geçirgenliği iyi seviyededir.

Yerkabuğunda bulunan vanadyumun oranı yüzde 0,017 ortamındadır. Dünya kabuğunda en bol bulunan elementler arasında 22. sıradadır. Deniz suyu, 100 tonda 0,3 gram vanadyum kapsar. Uzaydaki meteorlarda da ufak oranda vanadyum vardır. Tabiatta birçok mineralde ayrılmış olarak bileşik halinde bulunur. Vanadyum kapsayan 65 değişik mineral vardır. Dünyanın en büyük vanadyum kaynağı, vanadyumlu titanomanyetit yataklarıdır. En ehemmiyetli mineralleri; vanadinit, potasyum uaranil vanadat ve vanadyum sülfürdür. Bazı vanadyum mineralleri ise şunlardır; patronit, deselemit, karnolit, kosceelit muskovit. Tantal ve niobyum kapsayan minerallerde de yüksek oranda vanadyum bulunur. Demir mineralleri yanında da bulunabilir. Fosfat kayaçlarında ve bazı organik kompleks çiğ petrollerde vanadyum içeriği vardır.

Metalik vanadyum havada kararlı bir özellik sergiler. Saf vanadyum, soğuk olarak işlenebilecek yumuşaklıktadır; ancak elde edilmesi güçtür. Zira yüksek sıcaklıklarda oksijen, azot ve karbona karşı oldukça reaktiftir. İşlendiğinde gerilme mukavemeti çoğalır. Karbon, azot veya oksijen kapsayan vanadyum oldukça serttir. Yüzeyinde oksitten gözetici bir film tabakası vardır. Seyrelik asitlerden ve bazların çoğundan etkilenmez. Düşük fisyon nötron kesitine, alkalilere, sülfüri isyankarda, hidroklorik isyankarda ve tuzlu suya karşı iyi derecede korozyon mukavemetine sahiptir. 660 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda süratli bir biçimde okside olur. Vanadyum metali, bir basınçlı kap içinde vanadyum oksidi kalsiyum ile indirgemek suretiyle elde edilir. Yüksek saflıkta vanadyum elde etmek için vanadyum klorür, magnezyum ile indirgenir. Çelik yapımında cürufun işlenmesi, ağır yağ baca tozunun geri dönüşümü ve uranyum madenciliğinde yan ürün olarak elde edilebilir. Natürel vanadyum iki kararlı izotopun bileşiminden oluşur. Bu izotoplar şunlardır; Vanadyum-50 % 0,24 ve Vanadyum-51 %99,76. Vanadyum-50, hafif radyoaktiftir. Bilinen 9 adet de tereddüt izotopu vardır.

Hangi Alanlarda Kullanılır?

Vanadyum, metal alaşımlarının aranan maddelerindendir. Sanayi ve sanayide en çok kullanılan beşinci geçiş metalidir. Üretilen vanadyumun en az yüzde 80’i demir ve çelik alaşımlarında kullanılır. Ferrovanadyum, güçlü bir demir alaşımıdır ve özel ve yüksek alaşımlı çeliklerin yapıtaşıdır. Çelik alaşımlarında iyi derecede karbon dengeleyicidir. Yapı çelikleri yüzde 0,03 ila 0,2 oranlarında vanadyum kapsar. Bu kadar ufak oran bile çeliğin özelliklerine tesir eder. Alet ekiplerinde yüzde 4 oranında vanadyum kapsayan çelik alaşımları kullanılmaktadır. Bu çeliklerin dayanıklılıkları ve sertlikleri oldukça yüksektir. Otomotiv, uzay ve uçak sanayilerinde titanyumlu alaşımlarının kullanımı yaygındır. Vanadum folyosu, titanyumu çeliğe bağlarken bir bağlama maddesi olarak kullanılır. Paslanmaya karşı mukavemetli aletlerin aranan metallerindendir. Bazı motor ve aygıtların kritik parçaları vanadyum içeriklidir.

Kimya sanayisinde de tesirli bir elementtir. Vanadyum penoksit, maleik anhidrit, sülfürik asit ve kükürt trioksit yapımında iyi bir katalizördür. Ehemmiyetli bir karbür stabilizatörüdür. Amonyağın nitrik isyankarda oksitlenmesinde tesirli bir maddedir. Vanadyum tuzlarından resimcilikte yararlanılır. Ultraviyole ışınların geçişini yasaklayıcı özelliği vardır. Mürekkeplerin süratli kurumasını sağlar.

Vanadyum ve alaşımlarının kullanıldığı bazı ürünler şunlardır; uçak motor parçaları, lokomotifler, yaylar, dişliler, yapı aletleri, alet ekipleri, seramik boyaları, sırçaların renklendirilmesi, otomobil parçaları, uzay vasıtaları, nükleer reaktörler, petrol sondaj boruları, yüksek basınçlı gaz boruları, denizaltılar, gözlük sırçaları, zırhlar, dingiller, piston çubukları, krank mili, süper geçirgen mıknatıslar, akümülatörler, bataryalar, folyolar, levhalar, teller, tüpler…


Sıhhate Tesirleri ve Bereketleri 

Vanadyum, canlıların çoğunda bulunan bir mineraldir. Canlılardaki bazı enzimlerin faal bölgesi olarak kullanılır. İnsanlar başta olmak üzere bazı canlı cinslerinde zorunlu bir mineraldir. Ancak insanların çok az gereksinimi vardır. Her gün besinlerden takribî 0,01 miligram vanadyum absorbe edilir. Bedende enzim işlevleri, hücresel büyüme ve sinyal süreçlerinde tesirleri vardır. Beden geliştirme uygulamalarında vanadyum sülfat içerikli ilaçlar kullanılmaktadır. Muhtelif hastalıkların rehabilitasyonunda vanadyum tuzları kullanılır. Bir vanadyum atomu, enzimler ve azotla sabitlenmiş bazı mikroorganizmalar tarafından kullanılan nitrojenazın bırakılmaz bir bileşenidir. Karbonhidrat metabolizmasında rol oynar. Kemik ve diş gelişimi için ehemmiyetli bir maddedir. Vanadyum noksanlığının yüksek kolesterol ve trigleserid meselesine yol açtığı, kardiyovaküler ve böbrek rahatsızlıklarına sebep olduğu güzergahında bazı tespitler vardır.

Vanadyum, sıhhate yararlarının yanından tozlarının teneffüs edilmesi halinde kronik zehirlenmelere yol açabilir. Semptomları; solunum yolu iritasyonu, pnömoni, konjoktivit ve kansızlık kapsar. Vanadyum peroksit tozu; göz, btümörün ve boğazda tahrişlere yol açar. Solunum bozuklukları, felçler, karaciğerler ve böbreklerde negatif istikamette tesirleri görülmüştür. Erkek hayvanların faize sistemine de hasar verdiği tespit edilmiştir.

Vanadyum; bitkiler, likenler, omurgasızlar ve balıklar başta olmak üzere pek çok canlı türünde bulunan bir mineraldir. Midye ve yengeçler yüksek oranda vanadyum depolayabilir. Bazı besinlerde vanadyum bulunur. Bu besinler şunlardır; deniz ürünleri, mantar, soya fasulyesi, yeşil fasulye, mısır gevreği, bazı hububatlar, maydanoz, yulaf, havuç, lahana, mısır, aspir, zeytinyağı…

Bunları Biliyor Musunuz?

“Vanadyum” sözcüğünün orijini, İskandinav Norveç mitolojilerinde geçen hoşluk ve bereket tanrıçası Vanadis’deri Freyja gelmektedir. Bunun sebebi, vanadyumun bileşiklerinin renkli ve hoş olmasına bağlanmaktadır.
Vanadyum kullanılarak 175 bin gaussluk süper geçirgen bir mıknatıs üretilebilir. Gauss: Manyetik alan yeğinlik bkocamanımı
Sırçaya yeşil ve mavi renk vermek için bileşenlerine vanadyum katılır.
Vanadyum dioksit kapsayan sırça filmleri, kızılötesi ışınları engeller.
Vanadyumun metal formunun sanayide ilk olarak Ford taşıtların şasesinde kullanıldı.
Dünyada vanadyumun baz rezervi 27 milyon ton ortamındadır. Belirlenmiş potansiyel rezervlerin toplamı ise 63 milyon tondur.
En büyük vanadyum rezervleri Rusya % 49,6, Güney Afrika % 29,8 ve Çin’de % 19,9 bulunur. Yüzde 0,7 oranındaki rezerv ise öbür ülkeler arasında paylaşılır.
Dünyadaki vanadyum yapımları da bu üç ülkede yapılmaktadır. Toplam senelik dünya imali 45 bin ton ortamındadır.
Türkiye’de Şırnak, Silopi, Mardin ve Seydişehir bölgelerindeki asfaltit ve boksit yataklarında vanadyum bulunmaktadır. Ancak ekonomik bulunmadığı için imali yapılmamaktadır.