钒是高熔点稀有金属,密度5.96,熔点1890℃,沸点3380℃,有韧性,在氢气中加热变脆,含氧和氮的钒也有脆性。钒是电的不良导体,其电导率仅为铜的十分之一。室温下,钒不与氧作用,在加热条件下被氧化成VO、V2O3、VO2、V2O5,高温下与多数非金属元素(如氮、碳、硫)发生反应。钒还能与铝、钴、铜、铁、锰、钼、镍、钯、锡、硅形成合金。钒的氧化态为 -1、+1、+2、+3、+4、+5,通常+2和+3价钒的氢氧化物呈碱性,+4和+5价钒的氢氧化物呈两性,+5价钒在不同酸度的水溶液中形成不同组成的钒酸盐。在常温下,钒有较好的抗蚀性,能耐盐酸、稀硫酸、碱溶液和海水腐蚀,但能被硝酸、氢氟酸或浓硫酸腐蚀。
钒在地壳中常与其他元素伴生,富集成工业矿床的很少。主要分散于钒钛磁铁矿、铀矿、磷矿、铝钒土及煤炭中。钒的矿物主要有绿硫钒矿(V2S+nS)、钒云母〔K2(Mg,Fe)(Al,V)4Si12O32•4H2O〕、钒铅矿〔PbCl2•3Pb3VO4〕2〕、钒钾铀矿(K2O•2V2O3•V2O5•3H2O)等。
钒矿的分解方法有:①酸法,用硫酸或盐酸处理后得到(VO2)2SO4或VO2Cl。②碱法,用氢氧化钠或碳酸钠与矿石熔融后得到NaVO3或Na3VO4。③氯化物焙烧法,用食盐和矿石一起焙烧得到NaVO3。
金属钒的制取:含钒的矿物经处理后得到五氧化二钒,再将五氧化二钒用碳、硅、铝还原得到金属钒;或用金属钠、镁还原四氯化钒的方法制取金属钒。
钒是冶金工业的重要原料。在钢铁中,钒主要是以钒铁的形式加入,主要起脱氧和脱氮的作用,同时可提高钢的强度、韧性、淬透性和回火稳定性。目前,90%的钒用作钢铁添加成分生产高强度低合金钢、高速钢、工具钢、轴承钢、耐热钢、不锈钢和铸铁等。钒还用于钛合金、钴和镍基高温合金的添加剂。
V2O5广泛用作有机和无机氧化反应的催化剂,用于生产硫酸、精炼石油。钒在电子工业中可用作电子管的阴极、栅极、X射线靶、真空管加热灯丝。硅化钒和镓化钒是良好的金属间化合物超导材料。在玻璃工业,钒可用于制造吸收紫外线的玻璃,以及用于制造护目玻璃和防护屏等