23 V
23 V バナジウム Vanadium 1. 基本データ原子量: 50.94151 陽子数: 23族: VA/5 分類: 遷移金属元素 電子配置: [Ar]3d3、4s2 3d ●○●○●○○○○○ 4s●●価数: +2、+3、+4、+5 電気陰性度: 1.5 色: 銀灰色 常温常圧での状態: 固体 融点: 1915℃ (1) 沸点: 3350℃ (1)密度(g/cm3): 6.11 2. 用途バナジウムはかたく、耐食性、耐熱性にすぐれた元素である。世界のバナジウム需要の90%以上が鉄鋼・特殊鋼分野の需要である。残りは触媒や顔料向け等に消費される。バナジウムを添加した鉄鋼は、原子炉やターボエンジンのタービンなどの高温な環境で用いられる。そのほか、バナジウムは各種金属の添加剤として使われ、バナジウム含有合金は、ドリルやスパナなどの工具にも使用されている。石油精製時の脱硫触媒、工場の排ガスから有害物質を回収する触媒、化学用添加剤に使用されている。3. バナジウム鉱バナジウム鉱の主要な鉱石は次ぎのものである。 (a) バナジン鉛鉱(descloizite, PbZn(VO4)(OH)(鉛及び亜鉛の塩基性バナジン酸塩) (b) パトロン石(partronite, VS8)(硫化バナジウム) (c) バナジン雲母(roscoelite, KV2(AlSi3O10)(OH)2 又はvanadium mica)(アルミニウム及びマグネシウムのバナジンけい酸錯塩) (d) かっ鉛鉱(vanadinite, Pb5(VO4)3Cl)(鉛のバナジン酸塩及び塩化物) 資源として利用されるバナジウムは、含バナジウム・チタン磁鉄鉱、カルノー石、リン鉱石、鉛、亜鉛鉱石などの有用鉱石中に副成分として少量ずつ含まれている。また、世界の多くの原油や一部の石炭中にも、極少量ではあるが含まれる。 4. バナジウムと糖尿病バナジウムがインシュリンと同様の作用があるという報道がされるようになってから、各機関で研究がなされているのかいないのか不明。バナジウムを多く含む食品ヒジキ 52μg/100g アサリ 88μg/100g毎日、セッセと食べてます。(インシュリンで失敗した糖尿病患者)5. 新規用途 レドックス・フロー電池 大容量蓄電池としての今後に有望レドックス・フロー電池は、充電/放電反応をする電池セル部と電力を貯蔵する電解液タンク部から構成されています。電池活物質には正・負極ともバナジウム(V)を用い、これを希硫酸に溶解させて電解液とします。運転時には、電解液が電池セル部と電解液タンク部の間を循環する過程で、バナジウムイオンの価数が変化することで充放電が行なわれます。レドックス・フロー電池には次に述べるような特長があります。5-1 長寿命:電池反応が電解液中のバナジウムイオンの価数変化のみであるため、固体活物質を使う場合の活物質の脱落や電析などの寿命阻害要因がなく、電解液は半永久的に使用可能です。また、常温作動型であるため温度による電池素材の劣化促進要因などが少なく、電池セル部も10年以上の使用が可能です。5-2 出力と容量の各々を自由に設計可能:電池セル部(出力:kW)と電解液タンク部(容量: kWh)が分離できる構造であるため、設置場所に応じたレイアウトやタンク形状の設計が可能です。また、電解液量の増減により容易に容量を設計できるため、例えば、短時間のピークカット用途の場合には、電解液を少量にした合理的な設計が可能です。5-3 保守管理が容易:同じタンクから電解液が供給されるため、各電池セルの充電状態は同一であり、均等充電などの特別な保守作業が不要です。また、常温作動型で電解液に危険物などが使用されていないため保守管理も容易です。5-4 環境に優しい: CO2 等の排気ガスを発生しない。また電解液中のバナジウムは半永久的にリサイクルが可能であり、資源の有効活用ができます。※レドックスフロー・・・・還元(reduction) 酸化(oxidation) 循環(flow)の略 Redox flow※充電放電の反応式・・・・V4+ + V3+ ⇔ V5+ + V2+バナジウムの価数の多さ(2価,3価,4価,5価)が、レドックスフロー電池に生かされている特性である。このバナジウムレドックスフロー電池は、反応式をみるかぎり構造的に単純明快である。住友電気工業株式会社カタログより関西電力 プレスリリースhttp://www.kepco.co.jp/pressre/2003/0303-1j.html6. バナジウムアタック重油を燃焼した油灰中にはバナジウム化合物を含む。このバナジウム化合物が、ボイラーなどの排気経路表面に付着し、付着金属面の酸化皮膜を破壊し、金属を腐食することからバナジウムアタックとも言う。油灰中には融点の低いV,S,Naなどの化合物(V2O5=690℃、5Na2O・V2O4=535℃、2Na2O・3V2O5=565℃)を含み、ボイラーやガスタービンなどの運転条件下においては溶融状態となって著しい腐食を生じる。これをバナジウムアタックという。もう現役を退いたボイラーマンに、この「バナジウムアタック」を聞いたところ、「バナジウムアタック」という現象を理解していた。7. 五酸化バナジウム別名:酸化バナジウム( V ) 黄赤色又は黄褐色の粉末。融点690℃、1,750℃で分解する。水に極めて溶けにくい(25℃で水100mlに70mg溶ける。)。酸、アルカリに可溶。アルコールに不溶。不燃性。 8. 五酸化バナジウム 指定数量「危険物の規制に関する政令別表第一及び同令別表第二の総務省令で定める物質及び数量を指定する省令(平成元年二月十七日自治省令第二号)」 (29) での指定数量は 200kg9. 五酸化バナジウムの適用法令労働安全衛生法:名称等を通知すべき有害物(法第57条の2、施行令第18条の2別表第9)(政令番号 第171号)名称等を表示すべき有害物(施行令第18条)特定化学物質第2類物質、管理第二類物質(特定化学物質等障害予防規則第2条第1項第2,5号)労働基準法:疾病化学物質(法第75条第2項、施行規則第35条別表第1の2第4号)化学物質排出把握管理促進法(PRTR法):平成21年10月1日改正後、・種 別 第1種指定化学物質・政令番号 「第321号」・政令名称 「バナジウム化合物」毒物及び劇物取締法:劇物(指定令第2条) 包装等級3消防法 :貯蔵等の届出を要する物質(法第9条の3・危険物令第1条の10六別表2)船舶安全法:毒物類・毒物(危規則第2,3条危険物告示別表第1)航空法:毒物類・毒物(施行規則第194条危険物告示別表第1)10. 危険有害性情報― 化学物質の危険・有害便覧よりの抜粋 性状:黄色~赤色の固体。酸アルカリに溶解する。人体への影響:急性症状としては、粘膜の刺激作用があり、鼻カタル、気管支炎、せき、くしゃみ等の症状がみられる。重症の場合には急性肺炎、喀血、視神経炎の症状がみられる。慢性症状としては、皮膚の蒼白、手指の震せん、せき、気管支炎胸痛がみられる。なお、暴露された作業者には舌の緑黄色がみられる。保護具:防じんマスク、保護眼鏡、化学防護手袋、保護服等を使用する。災害事例:1.重油焚きボイラーの燃焼室内掃除作業で、すす中の五酸化バナジウムを吸入し、3名がせき、たん、胸痛を訴えた。保護具は使用していなかった。2.ボイラーの燃焼室内部の掃除中、堆積粉じん中の五酸化バナジウムを吸入し9名が気管支炎を起こした。保護具は使用していなかった。3.重油専焼ボイラーの内部のスケール落し作業中の者23名が頭痛、めまいを訴えた。保護具は使用していなかった。4.重油専焼ボイラーの燃焼室内部の清掃作業者7名が、作業中異常がなく夜、目の痛み・のどの痛みを訴え、気管支炎、上気道炎と診断された。5.ボイラーの燃焼室内部の清掃中、堆積粉じんを吸入、作業者9名が気管支炎を起こした。参考文献・エッセンシャル化学辞典 東京化学同人(1)・国際化学物質安全性カード ICSC-0596 五酸化バナジウム・Newton 別冊:完全図解 周期表 ・図解雑学 元素 ナツメ社・国際化学物質簡潔評価文書 No.29 Vanadium Pentoxide and other Inorganic Vanadium Compounds (2001)・バナジウム水が血液をサラサラにして糖尿病を防ぐ (04-07-22) - ニュース - nikkei BPnet・バナジウム含む天然水に糖尿病改善に効果、アサヒ飲料などが確認(05-07-01):MedWave Back Number・電子技術総合研究所彙報 第 63 巻 第 4,5 号 「電力貯蔵用バナジウム系レドックスフロー電池の電解液」・化学物質の危険・有害便覧