Le Vanadium
Le vanadium est un métal doux, brillant et argenté que l'on trouve dans de nombreux minerais, comme dans certains pétroles bruts. La quantité de vanadium dans la croûte terrestre est de 160 ppm et il peut être isolé après transformation en pentoxyde, V2O5, suivi d'un laminage avec de l'aluminium. On peut obtenir un métal de grande pureté par le procédé van Arkel dans lequel l'iodure est décomposé sur un filament chaud sous vide. Le vanadium pur résiste à la corrosion du fait de la formation d'un film d'oxyde protecteur à sa surface. Il est attaqué par les acides concentrés mais pas par les alkalis en fusion.
Les composés de vanadium sont utilisés à raison de 90% env. comme éléments d'alliages (80% sous forme de ferro-vanadium et 9% en tant que composés non-ferreux dans l'industrie aéronautique et aérospatiale). L'addition de vanadium dans les aciers élimine l'oxygène et l'azote occlus, améliorant la résistance du matériau. Le pourcentage typique de vanadium serait d'un maximum de 0,5%. Le métal pur intervient comme matériau de gainage pour les éléments combustibles des centrales nucléaires. Il sert également de catalysant; le V2O5, en particulier, est utilisé dans la production d'acide sulfurique.
Le vanadium est un métal rencontré dans le monde entier, et qui constitue 0,015% de l'écorce terrestre. Les principaux gisements naturels se trouvent en Afrique du Sud (42,2%), en Russie (39,2%) et en Chine (12,7%). La concentration géogène dans l'eau varie, selon les sites, entre 0,2 et 100 µg/l pour l'eau douce et entre 0,2 et 29 µg/l pour l'eau de mer. Le fond des océans constitue un milieu d'accumulation à long terme pour le vanadium. Dans le charbon et les huiles brutes, la concentration naturelle de vanadium peut varier entre 1 à 1500 mg/kg (OMS, 1987). Les émissions naturelles de vanadium dans l'atmosphère (volcans, etc.) sont estimées à env. 65.000 t par an, et celles liées à des activités humaines (surtout dans la métallurgie) à 200.000 t par an. Les principaux pays producteurs sont le Chili, la Finlande, la Namibie, la Norvège, l'Afrique du Sud , l'URSS et les USA.
| Synonymes, noms commerciaux: | Vanadium | Oxyde (V) de vanadium, pentoxyde de vanadium, anhydride vanadique, pentaoxyde de vanadium |
| Formule brute: | V | V2O5 |
| Numéro atomique | 23 | |
| Description générale: | Métal ductil de couleur gris acier | Poudre cristalline de couleur jaune à orange ou grumeaux de couleur gris foncé à brun; inodore et insipide. |
| Nom de la substance: | Vanadium | Pentoxyde de vanadium |
| Masse atomique relative: | 50,94 g | 181,88 g |
| Masse volumique: | 6,11 g/cm3 à 18,7°C | 3,357 g/cm3 |
| Point d'ébullition: | 3 380°C | 1 750°C (décomposition) |
| Point de fusion: | 1 930°C | 690°C |
| Point d'éclair: | Non combustible; favorise la combustion d'autres substances combustibles | |
| Solubilité: | Insoluble dans l'eau, l'acide chlorhydrique et l'acide sulfurique de même que dans les lessives alcalines à température normale; soluble dans l'acide fluorhydrique et dans l'acide nitrique. | 0,005 g/l à 20°C dans l'eau; soluble dans les acides et lessives concentrés. |
PATHOLOGIE/TOXICOLOGIE:
Homme/mammifères: Le pentoxyde de vanadium provoque des irritations de la peau et des muqueuses (au bout de huit heures pour une dose de 0,1 mg/m3) et constitue un poison pour le sang, le foie et les reins. Les effets de l'intoxication chronique sont les suivants: bronchite, pneumonie, anémie ainsi que lésions du foie et du système rénal (0,1-0,4 mg/m3 entraînent, au bout de 10 ans, des altérations des muqueuses nasales, une bronchite chronique et une coloration de la langue; sel.HORN, 1989). Les effets sont fonction de la taille des particules: les aérosols >5µm ne peuvent pas pénétrer dans les poumons. L'élimination se produit à raison de 40-60% au bout de 1 à 3 jours par les urines, et à raison de 10-12% par les intestins. Le pentoxyde de vanadium a un effet inhibiteur sur les enzymes, empêche la synthèse de l'acide ascorbique et des acides gras, et porte atteinte à l'A.D.N. (HORN, 1989).
VALEURS COMPARATIVES/DE REFERENCE :
| Milieu/origine | Pays | Valeur | Source | ||
| Eau : Lac de Constance (Überlingen, 1973-74) | 1,1-1,9 µg/l | sel. DVGW, 1985 | |||
| Eau : Rhin (Mannheim, 1971-74) | 0,9-11,6 µg/l | sel. DVGW, 1985 | |||
| Eau : Rhin (Mayence, 1971-74) | 1;6- 3 µg/l | sel. DVGW, 1985 | |||
| Eau : Rhin (Wiesbaden, 1971-74) | 0,1-10,3 µg/l | sel. DVGW, 1985 | |||
| Eau : Main (Ottendorf, 1971-73) | 0,2-9,6 µg/l | sel. DVGW, 1985 | |||
| Eau : Main (Kostheim, 1971-73) | 0,9-16 µg/l | sel. DVGW, 1985 | |||
| Eau : Ruhr (Echthausen, 1983) | 0,2-1,2 µg/l | sel. DVGW, 1985 | |||
| Eau : Eau de mer | 0,2-29 µg/l | sel. DVGW, 1985 | |||
| Eau : Eau potable (USA, 1962, 100 villes) | n.i.-70 µg/l | sel. DVGW, 1985 | |||
| Sols : Moyenne | 100 mg/kg | sel. DVGW, 1985 | |||
| Sols : divers | 1-680 mg/kg | sel. OMS, 1988 | |||
| Sols : Charbon (moyenne) | 30 mg/kg | sel. DVGW, 1985 | |||
| Sols : Pétrole brut (moy.) | 50 mg/kg | sel. DVGW, 1985 | |||
| Air : Pôle Sud | 0,001-0,002 ng/m3 | sel. OMS, 1988 | |||
| Air : Zones rurales | CDN | 0,21-1,9 ng/m3 | sel. OMS, 1988 | ||
| Air : Extérieur | 0,02-13 m g/m3 V2O5 | sel. HORN, 1989 | |||
| Animaux : Mollusques | 0,7 mg/kg RS | sel. OMS, 1988 | |||
| Animaux : Crustacés | 0,4 mg/kg RS | sel. OMS, 1988 | |||
| Animaux : Insectes | 0,15 mg/kg RS | sel. OMS, 1988 | |||
| Animaux : Poissons | 0,14 mg/kg RS | sel. OMS, 1988 | |||
| Animaux : Mammifères | 0,4 mg/kg RS | sel. OMS, 1988 | |||
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