ნიობიუმი - ნიობიუმის თვისებები, გამოყენება და შენადნობები. ნიობიუმის გამოყენება მეტალურგიასა და მრეწველობაში ნიობიუმის დნობის წერტილი

ურალის სახელმწიფო სამთო უნივერსიტეტი


თემაზე: ნიობიუმის თვისებები


ჯგუფი: M-13-3

სტუდენტი: მოხნაშინ ნიკიტა



1. ზოგადი ინფორმაცია ელემენტის შესახებ

ნიობიუმის ფიზიკური თვისებები

ნიობიუმის ქიმიური თვისებები

უფასო ნიობიუმი

ნიობიუმის ოქსიდები და მათი მარილები

ნიობიუმის ნაერთები

წამყვანი ქვეყნები ნიობიუმის წარმოებაში


1. ზოგადი ინფორმაცია ელემენტის შესახებ


კაცობრიობა დიდი ხანია იცნობს ელემენტს, რომელიც მენდელეევის ცხრილის 41-ე უჯრედს იკავებს. მისი ამჟამინდელი სახელის ასაკი - ნიობიუმი - თითქმის ნახევარი საუკუნით უმცროსია. მოხდა ისე, რომ #41 პუნქტი ორჯერ გაიხსნა. პირველად - 1801 წელს ინგლისელმა მეცნიერმა ჩარლზ ჰეჩეტმა შეისწავლა ამერიკიდან ბრიტანეთის მუზეუმში გაგზავნილი ერთგული მინერალის ნიმუში. ამ მინერალიდან მან გამოყო ადრე უცნობი ელემენტის ოქსიდი. ჰეჩეტმა ახალ ელემენტს კოლუმბია დაარქვა, რითაც აღნიშნა მისი საზღვარგარეთული წარმოშობა. შავ მინერალს კი კოლუმბიტი დაარქვეს. ერთი წლის შემდეგ, შვედმა ქიმიკოსმა ეკებერგმა კოლუმბიტიდან გამოყო კიდევ ერთი ახალი ელემენტის ოქსიდი, რომელსაც ტანტალი ჰქვია. ნაერთების კოლუმბიუმის და ტანტალის მსგავსება იმდენად დიდი იყო, რომ 40 წლის განმავლობაში ქიმიკოსთა უმეტესობას სჯეროდა, რომ ტანტალი და კოლუმბი ერთი და იგივე ელემენტია.

1844 წელს გერმანელმა ქიმიკოსმა ჰაინრიხ როუზმა გამოიკვლია ბავარიაში ნაპოვნი კოლუმბიტის ნიმუშები. მან ხელახლა აღმოაჩინა ორი ლითონის ოქსიდი. ერთ-ერთი მათგანი იყო უკვე ცნობილი ტანტალის ოქსიდი. ოქსიდები მსგავსი იყო და მათი მსგავსების ხაზგასასმელად, როზმა დაასახელა ელემენტი, რომელიც ქმნის მეორე ოქსიდს ნიობიუმს, მითოლოგიური მოწამე ტანტალუსის ქალიშვილის, ნიობის სახელით. თუმცა, როუზმა, ჰეჩეტის მსგავსად, ვერ შეძლო ამ ელემენტის თავისუფალ მდგომარეობაში მიღება. მეტალური ნიობიუმი პირველად მხოლოდ 1866 წელს მიიღო შვედმა მეცნიერმა ბლომსტრანდმა ნიობიუმის ქლორიდის წყალბადით შემცირების დროს. XIX საუკუნის ბოლოს. ნაპოვნია კიდევ ორი ​​მეთოდი ამ ელემენტის მისაღებად. ჯერ მოისანმა მიიღო იგი ელექტრო ღუმელში, რითაც შეამცირა ნიობიუმის ოქსიდი ნახშირბადით, შემდეგ კი გოლდშმიდტმა შეძლო იგივე ელემენტის აღდგენა ალუმინის საშუალებით. და გამოიძახოთ ელემენტი No41 in სხვა და სხვა ქვეყნებიგაგრძელდა სხვადასხვა გზით: ინგლისში და შეერთებულ შტატებში - კოლუმბიით, სხვა ქვეყნებში - ნიობიუმით. ამ უთანხმოებას წერტილი დაუსვა წმინდა და გამოყენებითი ქიმიის საერთაშორისო კავშირმა (IUPAC) 1950 წელს. გადაწყდა, რომ ელემენტის "ნიობიუმის" სახელი ყველგან დაკანონებულიყო და სახელი "კოლუმბიტი" მიენიჭა მთავარ მინერალს. ნიობიუმი. მისი ფორმულა არის (Fe, Mn) (Nb, Ta) 2 6.

შემთხვევითი არ არის, რომ ნიობიუმი იშვიათ ელემენტად ითვლება: ის მართლაც იშვიათია და მცირე რაოდენობით, ყოველთვის მინერალების სახით და არასდროს მშობლიურ მდგომარეობაში. საინტერესო დეტალი: სხვადასხვა საცნობარო პუბლიკაციებში განსხვავებულია ნიობიუმის კლარკი (დედამიწის ქერქში). ეს ძირითადად განპირობებულია იმით, რომ ქ ბოლო წლებიაფრიკის ქვეყნებში აღმოაჩინეს ნიობიუმის შემცველი მინერალების ახალი საბადოები. "ქიმიკოსის სახელმძღვანელოში", ტ. 1 (მ., "ქიმია", 1963) მოცემულია მაჩვენებლები: 3,2 · 10-5% (1939), 1 · 10-3% (1949) და 2, 4 10-. 3% (1954 წ.). მაგრამ უახლესი მაჩვენებლებიც არ არის შეფასებული: ბოლო წლებში აღმოჩენილი აფრიკის საბადოები აქ არ იყო შეტანილი. მიუხედავად ამისა, დადგენილია, რომ დაახლოებით 1,5 მილიონი ტონა მეტალის ნიობიუმის დნობა შესაძლებელია უკვე ცნობილი საბადოების მინერალებიდან.


ნიობიუმის ფიზიკური თვისებები


ნიობიუმი არის მბზინავი ვერცხლისფერი ნაცრისფერი ლითონი.

ელემენტარული ნიობიუმი არის უკიდურესად ცეცხლგამძლე (2468 ° C) და მაღალი დუღილის (4927 ° C) ლითონი, რომელიც ძალიან მდგრადია მრავალ კოროზიულ გარემოში. ყველა მჟავა, გარდა ჰიდროფთორმჟავისა, არ მოქმედებს მასზე. ჟანგვის მჟავები „აქცევს“ ნიობიუმს, ფარავს მას დამცავი ოქსიდის ფირით (No. 205). მაგრამ მაღალ ტემპერატურაზე, ნიობიუმის რეაქტიულობა იზრდება. თუ 150 ... 200 ° C ტემპერატურაზე ლითონის მხოლოდ მცირე ზედაპირის ფენა იჟანგება, მაშინ 900 ... 1200 ° C ტემპერატურაზე ოქსიდის ფირის სისქე მნიშვნელოვნად იზრდება.

ნიობიუმის კრისტალური ბადე არის სხეულზე ორიენტირებული კუბური პარამეტრით a = 3,294 Å.

სუფთა ლითონი არის მოქნილი და შეიძლება დაიბრუნოს თხელ ფურცლად (0,01 მმ სისქემდე) ცივ მდგომარეობაში შუალედური ადუღების გარეშე.

შესაძლებელია აღინიშნოს ნიობიუმის ისეთი თვისებები, როგორიცაა მაღალი დნობის და დუღილის წერტილი, ელექტრონების დაბალი სამუშაო ფუნქცია სხვა ცეცხლგამძლე ლითონებთან - ვოლფრამი და მოლიბდენი. ეს უკანასკნელი თვისება ახასიათებს ელექტრონის ემისიის უნარს (ელექტრონების ემისია), რომელიც გამოიყენება ვაკუუმ ტექნოლოგიაში ნიობიუმის გამოსაყენებლად. ნიობიუმს ასევე აქვს მაღალი ზეგამტარობის გარდამავალი ტემპერატურა.

სიმკვრივე 8,57 გ/სმ 3(20 ° C); ტ pl 2500 ° C; ტ ბეილი 4927 ° C; ორთქლის წნევა (მმ Hg-ში; 1 მმ Hg = 133.3 ნ/მ 2) 1 10 -5(2194 ° C), 1 10 -4(2355 ° C), 6 10 -4(ტ pl ), 1 10-3 (2539 ° C).

გარემოს ტემპერატურაზე ნიობიუმი ჰაერში სტაბილურია. ჟანგვის დაწყება (დამქრალი ფირები) შეინიშნება, როდესაც ლითონი თბება 200 - 300 ° C-მდე. 500 ° ზემოთ, სწრაფი დაჟანგვა ხდება Nb2 ოქსიდის წარმოქმნით. 5.

თერმული კონდუქტომეტრული W / (m · K) 0 ° C და 600 ° C, შესაბამისად 51,4 და 56,2, იგივე cal / (სმ · წმ · ° C) 0,125 და 0,156. სპეციფიკური მოცულობითი ელექტრული წინააღმდეგობა 0 ° C ტემპერატურაზე 15.22 10 -8ohm m (15.22 10 -6ომ სმ). ზეგამტარის გარდამავალი ტემპერატურაა 9,25 კ. ნიობიუმი პარამაგნიტურია. ელექტრონების მუშაობის ფუნქციაა 4,01 ევ.

სუფთა ნიობიუმი ადვილად ექვემდებარება ზეწოლას სიცივეში და ინარჩუნებს დამაკმაყოფილებელ მექანიკურ თვისებებს მაღალ ტემპერატურაზე. მისი საბოლოო სიძლიერე 20 და 800 ° C ტემპერატურაზე არის 342 და 312 MN / მ, შესაბამისად. 2, იგივე კგფ/მმ-ში 234.2 & 31.2; დრეკადობა 20 და 800 ° C, შესაბამისად, 19.2 და 20.7%. სუფთა ნიობიუმის ბრინელის სიმტკიცე 450, ტექნიკური 750-1800 მნ/მ 2... ზოგიერთი ელემენტის მინარევები, განსაკუთრებით წყალბადი, აზოტი, ნახშირბადი და ჟანგბადი, მნიშვნელოვნად აზიანებს ელასტიურობას და ზრდის ნიობიუმის სიმტკიცეს.


3. ნიობიუმის ქიმიური თვისებები


ნიობიუმი განსაკუთრებით ფასდება არაორგანული და ორგანული ნივთიერებებისადმი გამძლეობით.

განსხვავებაა დაფხვნილი და დაფქული ლითონის ქიმიურ ქცევაში. ეს უკანასკნელი უფრო სტაბილურია. ლითონები არ მოქმედებენ მასზე, თუნდაც გაცხელდეს მაღალ ტემპერატურაზე. თხევადი ტუტე ლითონები და მათი შენადნობები, ბისმუტი, ტყვია, ვერცხლისწყალი, კალა შეიძლება იყოს ნიობიუმთან დიდი ხნის განმავლობაში მისი თვისებების შეცვლის გარეშე. ისეთ ძლიერ ოქსიდანტებსაც კი, როგორიცაა პერქლორინის მჟავა, "aqua regia", რომ აღარაფერი ვთქვათ აზოტის, გოგირდის, მარილმჟავას და ყველა სხვაზე, არაფრის გაკეთება არ შეუძლია. ტუტე ხსნარებს ასევე არ აქვთ გავლენა ნიობიუმზე.

თუმცა, არსებობს სამი რეაგენტი, რომელსაც შეუძლია ლითონის ნიობიუმის გარდაქმნა ქიმიურ ნაერთებად. ერთ-ერთი მათგანია ტუტე ლითონის მდნარი ჰიდროქსიდი:


Nb + 4NaOH + 5О2 = 4NaNbO3 + 2H2О


დანარჩენი ორი არის ჰიდროფთორმჟავა (HF) ან მისი ნარევი აზოტმჟავასთან (HF + HNO). ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ფტორის კომპლექსები, რომელთა შემადგენლობა დიდწილად დამოკიდებულია რეაქციის პირობებზე. ელემენტი ნებისმიერ შემთხვევაში შედის 2- ან 2- ტიპის ანიონში.

თუ ავიღებთ ფხვნილ ნიობიუმს, მაშინ ის გარკვეულწილად უფრო აქტიურია. მაგალითად, გამდნარ ნატრიუმის ნიტრატში ის კი აალდება და ოქსიდად იქცევა. კომპაქტური ნიობიუმი იწყებს დაჟანგვას 200 ° C-ზე ზემოთ გაცხელებისას და ფხვნილი დაფარულია ოქსიდის ფენით უკვე 150 ° C ტემპერატურაზე. ამავდროულად, ამ ლითონის ერთ-ერთი შესანიშნავი თვისება ვლინდება - ის ინარჩუნებს პლასტიურობას.

ნახერხის სახით 900°C-ზე ზევით გაცხელებისას ის მთლიანად იწვება Nb2O5-მდე. ენერგიულად იწვის ქლორის ნაკადში:


Nb + 5Cl2 = 2NbCl5


გაცხელებისას რეაგირებს გოგირდთან. ძნელია შენადნობი მეტალების უმეტესობასთან. არსებობს, ალბათ, მხოლოდ ორი გამონაკლისი: რკინა, რომლითაც წარმოიქმნება სხვადასხვა თანაფარდობის მყარი ხსნარები და ალუმინი, რომელსაც აქვს ნაერთი Al2Nb ნიობიუმთან.

ნიობიუმის რა თვისებები ეხმარება მას გაუძლოს ყველაზე ძლიერი მჟავა-ჟანგვის აგენტების მოქმედებას? გამოდის, რომ ეს ეხება არა ლითონის თვისებებს, არამედ მისი ოქსიდების მახასიათებლებს. ჟანგვის აგენტებთან კონტაქტის დროს ლითონის ზედაპირზე ჩნდება ოქსიდების ძალიან თხელი (და შესაბამისად უხილავი), მაგრამ ძალიან მკვრივი ფენა. ეს ფენა ხდება გადაულახავი დაბრკოლება ჟანგვის აგენტის გზაზე სუფთა ლითონის ზედაპირზე. მხოლოდ ზოგიერთ ქიმიურ რეაგენტს, კერძოდ ფტორის ანიონს შეუძლია შეაღწიოს მასში. ამიტომ, არსებითად ლითონი იჟანგება, მაგრამ პრაქტიკულად არ შეინიშნება დაჟანგვის შედეგები თხელი დამცავი ფილმის არსებობის გამო. პასიურობა განზავებული გოგირდმჟავას მიმართ გამოიყენება ალტერნატიული დენის გამსწორებლის შესაქმნელად. იგი მოწყობილია მარტივად: პლატინის და ნიობიუმის ფირფიტები ჩაეფლო 0,05 მ გოგირდმჟავას ხსნარში. პასივირებულ მდგომარეობაში მყოფ ნიობიუმს შეუძლია გაატაროს დენი, თუ ეს არის უარყოფითი ელექტროდი - კათოდი, ანუ ელექტრონებს შეუძლიათ ოქსიდის შრეში გავლა მხოლოდ ლითონის მხრიდან. ხსნარიდან ელექტრონების გზა დახურულია. მაშასადამე, როდესაც ასეთ მოწყობილობაში ალტერნატიული დენი გადის, მაშინ გადის მხოლოდ ერთი ფაზა, რომლისთვისაც პლატინი არის ანოდი, ხოლო ნიობიუმი არის კათოდი.

ნიობიუმის მეტალის ჰალოგენი


4. ნიობიუმი თავისუფალ მდგომარეობაში


ის იმდენად ლამაზია, რომ ერთ დროს ცდილობდნენ მისგან სამკაულების დამზადებას: თავისი ღია ნაცრისფერი შეფერილობით ნიობიუმი პლატინას წააგავს. მიუხედავად მისი მაღალი დნობის (2500 ° C) და დუღილის წერტილებისა (4840 ° C), მისგან ნებისმიერი პროდუქტის დამზადება მარტივად შეიძლება. ლითონი იმდენად ელასტიურია, რომ მისი დამუშავება შესაძლებელია სიცივეში. ძალიან მნიშვნელოვანია, რომ ნიობიუმმა შეინარჩუნოს თავისი მექანიკური თვისებები მაღალ ტემპერატურაზე. მართალია, როგორც ვანადიუმის შემთხვევაში, წყალბადის, აზოტის, ნახშირბადის და ჟანგბადის მცირე მინარევებიც კი მნიშვნელოვნად ამცირებს პლასტიურობას და ზრდის სიმტკიცეს. ნიობიუმი მტვრევადი ხდება ტემპერატურის პირობებში -100-დან -200 °C-მდე.

ნიობიუმის ულტრასუფთა და კომპაქტური სახით მიღება ბოლო წლებში ტექნოლოგიების ჩართულობით გახდა შესაძლებელი. მთელი ტექნოლოგიური პროცესი რთული და შრომატევადია. ძირითადად, ის იყოფა 4 ეტაპად:

1.კონცენტრატის მიღება: ფერონიობიუმი ან ფეროტანტალონიობიუმი;

.კონცენტრატის გახსნა - ნიობიუმის (და ტანტალის) გადატანა ნებისმიერ უხსნად ნაერთში კონცენტრატის ძირითადი ნაწილისგან გამოყოფის მიზნით;

.ნიობიუმის და ტანტალის გამოყოფა და მათი ცალკეული ნაერთების მიღება;

.ლითონების მოპოვება და დამუშავება.

პირველი ორი ნაბიჯი საკმაოდ მარტივი და საერთოა, თუმცა შრომატევადი. ნიობიუმის და ტანტალის გამოყოფის ხარისხი განისაზღვრება მესამე ეტაპით. რაც შეიძლება მეტი ნიობიუმის და განსაკუთრებით ტანტალის მიღების სურვილმა აიძულა გამოყოფის უახლესი მეთოდების ძიება: შერჩევითი მოპოვება, იონური გაცვლა, ამ ელემენტების ნაერთების გასწორება ჰალოგენებით. შედეგად, ცალკე მიიღება ოქსიდი ან ტანტალი და ნიობიუმის პენტაქლორიდები. ბოლო ეტაპზე ნახშირით (ჭვარტლი) შემცირება გამოიყენება წყალბადის ნაკადში 1800 ° C ტემპერატურაზე, შემდეგ კი ტემპერატურა იზრდება 1900 ° C-მდე და წნევა მცირდება. ნახშირთან ურთიერთქმედებით მიღებული კარბიდი რეაგირებს Nb2O5-თან:

2Nb2O5 + 5NbC = 9Nb + 5CO3,


და ჩნდება ნიობიუმის ფხვნილი. თუ ნიობიუმის ტანტალისგან გამოყოფის შედეგად მიიღება არა ოქსიდი, არამედ მარილი, მაშინ მას ამუშავებენ მეტალის ნატრიუმით 1000 ° C ტემპერატურაზე და მიიღება აგრეთვე ფხვნილი ნიობიუმი. ამიტომ, ფხვნილის კომპაქტურ მონოლითად გარდაქმნის შემდეგ, ხელახალი დნობა ხორციელდება რკალის ღუმელში, ხოლო ელექტრონული სხივისა და ზონის დნობა გამოიყენება მაღალი სუფთა ნიობიუმის ერთი კრისტალების მისაღებად.


ნიობიუმის ოქსიდები და მათი მარილები


ნიობიუმში ჟანგბადთან დაკავშირებული ნაერთების რაოდენობა მცირეა, გაცილებით ნაკლებია ვიდრე ვანადიუმის. ეს აიხსნება იმით, რომ ნაერთებში, რომლებიც შეესაბამება +4, +3 და +2 ჟანგვის მდგომარეობას, ნიობიუმი უკიდურესად არასტაბილურია. თუ ამ ელემენტის ატომმა დაიწყო ელექტრონების შემოწირულობა, მაშინ ის მიდრეკილია ხუთივეს დონაციისკენ, რათა გამოავლინოს სტაბილური ელექტრონული კონფიგურაცია.

თუ შევადარებთ ჯგუფში ორი მეზობლის - ვანადიუმის და ნიობიუმის ერთნაირი დაჟანგვის მდგომარეობის იონებს, მაშინ აღმოვაჩენთ ლითონების მიმართ თვისებების ზრდას. Nb2O5 ოქსიდის მჟავე ხასიათი შესამჩნევად სუსტია ვიდრე ვანადიუმის (V) ოქსიდი. დაშლისას არ წარმოქმნის მჟავას. მხოლოდ ტუტეებთან ან კარბონატებთან შერწყმისას ჩნდება მისი მჟავე თვისებები:

O5 + 3Nа2СО3 = 2Nа3NbO4 + ЗС02


ეს მარილი - ნატრიუმის ორთონიობატი - ორთოფოსფორისა და ორთოვანადის მჟავების იგივე მარილების მსგავსია. თუმცა, ფოსფორსა და დარიშხანში, ორთოფორმი ყველაზე სტაბილურია და ორთონიობატის სუფთა სახით მიღების მცდელობა წარუმატებელია. შენადნობის წყლით დამუშავებისას გამოიყოფა არა Na3NbO4 მარილი, არამედ NaNbO3 მეტანიობატი. ეს არის უფერო წვრილი კრისტალური ფხვნილი, რომელიც ძნელად იხსნება ცივ წყალში. შესაბამისად, ნიობიუმში უმაღლესი ჟანგვის მდგომარეობაშია ნაერთების არა ორთო-, არამედ მეტა-ფორმა უფრო სტაბილური.

ნიობიუმის (V) ოქსიდის ძირითად ოქსიდებთან ერთად სხვა ნაერთებს შორის ცნობილია დინიობატები K4Nb2O7, რომლებიც მოგვაგონებს პირომჟავებს და პოლინიობატები (პოლიფოსფორისა და პოლივანადიუმის მჟავების ჩრდილის სახით) K7Nb5O16.nH2O და K8NmH29O მიახლოებითი ფორმულებით. აღნიშნული მარილები, რომლებიც შეესაბამება უფრო მაღალი ნიობიუმის ოქსიდის, შეიცავს ამ ელემენტს ანიონში. ამ მარილების ფორმა საშუალებას გვაძლევს მივიჩნიოთ ისინი ნიობიუმის წარმოებულებად. მჟავები. ამ მჟავების მიღება შეუძლებელია მათი სუფთა სახით, რადგან ისინი შეიძლება ჩაითვალოს ოქსიდებად, რომლებსაც აქვთ კავშირი წყლის მოლეკულებთან. მაგალითად, მეტა-ფორმა არის Nb2O5. H2O და ორგო ფორმაა Nb2O5. 3H2O. ასეთ ნაერთებთან ერთად ნიობიუმს სხვაც აქვს, სადაც ის უკვე შედის კატიონში. ნიობიუმი არ წარმოქმნის მარტივ მარილებს, როგორიცაა სულფატები, ნიტრატები და ა.შ. ნატრიუმის ჰიდროსულფატთან NaHSO4 ან აზოტის ოქსიდთან N2O4 ურთიერთქმედებისას ჩნდება რთული კატიონის მქონე ნივთიერებები: Nb2O2 (SO4) 3. ამ მარილების კათიონები წააგავს ვანადიუმის კატიონს მხოლოდ იმ განსხვავებით, რომ აქ იონი ხუთ დამუხტულია, ხოლო ვანადიუმში ჟანგვის მდგომარეობა ვანადილის იონში არის ოთხი. იგივე კატიონი NbO3 + შედის ზოგიერთი რთული მარილის შემადგენლობაში. Nb2O5 ოქსიდი საკმაოდ ადვილად იხსნება წყალწყლიან ჰიდროფთორმჟავაში. ასეთი ხსნარებიდან შეიძლება გამოიყოს რთული მარილი K2. H2O.

განხილული რეაქციების საფუძველზე შეიძლება დავასკვნათ, რომ ნიობიუმი მისი უმაღლესი დაჟანგვის მდგომარეობაში შეიძლება შევიდეს როგორც ანიონების შემადგენლობაში, ასევე კატიონის შემადგენლობაში. ეს ნიშნავს, რომ ხუთვალენტიანი ნიობიუმი ამფოტერულია, მაგრამ მაინც მჟავე თვისებების მნიშვნელოვანი დომინირებით.

Nb2O5-ის მისაღებად რამდენიმე გზა არსებობს. პირველი, ნიობიუმის ურთიერთქმედება ჟანგბადთან გაცხელებისას. მეორე, ნიობიუმის მარილების კალცინაცია ჰაერში: სულფიდი, ნიტრიდი ან კარბიდი. მესამე, ყველაზე გავრცელებული მეთოდია ჰიდრატი დეჰიდრატაცია. ჰიდრატირებული ოქსიდი Nb2O5 დალექილია მარილების წყალხსნარებიდან კონცენტრირებული მჟავებით. xH2O. შემდეგ, როდესაც ხსნარი განზავდება, წარმოიქმნება თეთრი ოქსიდის ნალექი. Nb2O5 xH2O ლამის გამოშრობას თან ახლავს სითბოს გამოყოფა. მთელი მასა თბება. ეს გამოწვეულია ამორფული ოქსიდის კრისტალურ ფორმაში გადაქცევით. ნიობიუმის ოქსიდი გამოდის ორ ფერში. ნორმალურ პირობებში ის თეთრია, მაგრამ გაცხელებისას ყვითლდება. თუმცა, როგორც კი ოქსიდი გაცივდება, ფერი ქრება. ოქსიდი არის ცეცხლგამძლე (დნობის წერტილი = 1460 ° C) და არამდგრადი.

ნიობიუმის ქვედა დაჟანგვის მდგომარეობა შეესაბამება NbО2 და NbО. ამ ორიდან პირველი არის შავი ფხვნილი ლურჯი ბზინვარებით. NbO2 მიიღება Nb2O5-დან ჟანგბადის მიღებით მაგნიუმთან ან წყალბადთან დაახლოებით ათასი გრადუსის ტემპერატურაზე:

O5 + H2 = 2NbO2 + H2O


ჰაერში ეს ნაერთი ადვილად გარდაიქმნება უმაღლეს ოქსიდში Nb2O5. მისი ხასიათი საკმაოდ საიდუმლოა, რადგან ოქსიდი არ არის ხსნადი არც წყალში და არც მჟავებში. მიუხედავად ამისა, მას მიეწერება მჟავე ხასიათი ცხელ წყლიან ტუტესთან ურთიერთქმედების საფუძველზე; თუმცა, ამ შემთხვევაში, დაჟანგვა ხდება ხუთ დამუხტულ იონამდე.

როგორც ჩანს, ერთი ელექტრონის განსხვავება არც ისე დიდია, მაგრამ Nb2O5-ისგან განსხვავებით, NbO2 ოქსიდი ატარებს ელექტრულ დენს. ცხადია, ამ ნაერთში არის ლითონ-ლითონის კავშირი. თუ ისარგებლებთ ამ ხარისხით, მაშინ ძლიერი ალტერნატიული დენით გაცხელებისას შეგიძლიათ აიძულოთ NbO2 დატოვოს ჟანგბადი.

ჟანგბადის დაკარგვით, NbO2 გარდაიქმნება ოქსიდში NbO და შემდეგ მთელი ჟანგბადი საკმაოდ სწრაფად იშლება. ცოტა რამ არის ცნობილი ქვედა ნიობიუმის ოქსიდის NbO-ს შესახებ. მას აქვს მეტალის ბზინვარება და გარეგნულად მეტალის მსგავსია. შესანიშნავად ატარებს ელექტრო დენს. ერთი სიტყვით, ისე იქცევა, თითქოს მის შემადგენლობაში ჟანგბადი საერთოდ არ იყოს. თუნდაც, როგორც ტიპიური ლითონი, ის მძაფრად რეაგირებს ქლორთან გაცხელებისას და გადაიქცევა ოქსიქლორიდში:

2NbO + 3Cl2 = 2NbOCl3


ის წყალბადს ანაცვლებს მარილმჟავას (თითქოს ეს საერთოდ არ იყოს ოქსიდი, არამედ თუთიის მსგავსი ლითონი):


NbO + 6HCl = 2NbOCl3 + 3H2


NbO შეიძლება მიღებულ იქნას სუფთა სახით K2-ის უკვე აღნიშნული რთული მარილის მეტალის ნატრიუმით კალცინით:


К2 + 3Na = NbO + 2KF + 3NaF


NbO ოქსიდს აქვს ყველაზე მაღალი დნობის წერტილი 1935 ° C ყველა ნიობიუმის ოქსიდებიდან. ნიობიუმის ჟანგბადისგან გასაწმენდად, ტემპერატურა იზრდება 2300 - 2350 ° C-მდე, შემდეგ, აორთქლების პარალელურად, NbO იშლება ჟანგბადად და ლითონად. ხდება ლითონის დამუშავება (გაწმენდა).


ნიობიუმის ნაერთები


ელემენტის შესახებ ამბავი არ იქნება სრული, თუ არ აღვნიშნავთ მის ნაერთებს ჰალოგენებთან, კარბიდებთან და ნიტრიდებთან. ეს მნიშვნელოვანია ორი მიზეზის გამო. პირველ რიგში, ფტორის კომპლექსების წყალობით, შესაძლებელია ნიობიუმის გამოყოფა მისი მარადიული კომპანიონი ტანტალისგან. მეორეც, ეს ნაერთები გვიჩვენებს ნიობიუმის, როგორც ლითონის თვისებებს.

ჰალოგენების ურთიერთქმედება მეტალის ნიობიუმთან:

Nb + 5Cl2 = 2NbCl5 შეიძლება მივიღოთ, ყველა შესაძლო ნიობიუმის პენთალიდი.

პენტაფლორიდი NbF5 (დნობის წერტილი = 76 ° C) უფეროა თხევად მდგომარეობაში და ორთქლში. ვანადიუმის პენტაფტორიდის მსგავსად, ის თხევად მდგომარეობაში პოლიმერულია. ნიობიუმის ატომები ერთმანეთთან დაკავშირებულია ფტორის ატომების მეშვეობით. მყარ ფორმაში მას აქვს სტრუქტურა, რომელიც შედგება ოთხი მოლეკულისგან (ნახ. 2).


ბრინჯი. 2. NbF5-ისა და TaF5-ის მყარი სტრუქტურა შედგება ოთხი მოლეკულისგან.


H2F2 ჰიდროფთორმჟავას ხსნარები შეიცავს სხვადასხვა რთულ იონებს:

H2F2 = H2; + H2O = H2


კალიუმის მარილი K2. H2O მნიშვნელოვანია ნიობიუმის ტანტალისგან განცალკევებისთვის, რადგან, ტანტალის მარილისგან განსხვავებით, ის ძალიან ხსნადია.

დანარჩენი ნიობიუმის პენტალიდები ღია ფერისაა: NbCl5 ყვითელი, NbBr5 მეწამულ-წითელი, NbI2 ყავისფერი. ყველა მათგანი ამაღლებულია შესაბამისი ჰალოგენის ატმოსფეროში დაშლის გარეშე; წყვილში ისინი მონომერები არიან. მათი დნობის და დუღილის წერტილები იზრდება ქლორიდან ბრომზე და იოდზე გადასვლისას. პენტალიდების მიღების რამდენიმე გზა შემდეგია:


2Nb + 5I2 2NbI5; O5 + 5C + 5Cl22NbCl5 + 5CO ;.

2NbCl5 + 5F22NbF5 + 5Cl2

პენტალიდები ადვილად იხსნება ორგანულ გამხსნელებში: ეთერი, ქლოროფორმი, სპირტი. თუმცა, ისინი მთლიანად იშლება წყლით - ისინი ჰიდროლიზდებიან. ჰიდროლიზის შედეგად მიიღება ორი მჟავა - ჰიდროჰალოგენური და ნიობიური. Მაგალითად,

4H2O = 5HCl + H3NbO4


როდესაც ჰიდროლიზი არასასურველია, მაშინ შეჰყავთ ძლიერი მჟავა და ზემოთ აღწერილი პროცესის წონასწორობა გადადის NbCl5-ზე. ამ შემთხვევაში, პენტაჰალიდი იხსნება ჰიდროლიზის გარეშე,

ნიობიუმის კარბიდი განსაკუთრებულ მადლიერებას იმსახურებს მეტალურგებისგან. ნებისმიერ ფოლადში არის ნახშირბადი; ნიობიუმი, რომელიც აკავშირებს მას კარბიდში, აუმჯობესებს შენადნობი ფოლადის ხარისხს. ჩვეულებრივ უჟანგავი ფოლადის შედუღებისას ნაკერს უფრო დაბალი სიმტკიცე აქვს. ამ დეფიციტის გამოსწორებას უწყობს ხელს 200 გ ტონა ნიობიუმის შეყვანა. როდესაც გაცხელდება, ნიობიუმი აყალიბებს ნაერთს ნახშირბად - კარბიდთან, ყველა სხვა ფოლადის ლითონამდე. ეს ნაერთი საკმაოდ პლასტიკურია და ამავე დროს უძლებს ტემპერატურას 3500 ° C-მდე. კარბიდის მხოლოდ ნახევარი მილიმეტრის სისქის ფენა საკმარისია ლითონების და, რაც მთავარია, გრაფიტის კოროზიისგან დასაცავად. კარბიდის მიღება შესაძლებელია ლითონის ან ნიობიუმის (V) ოქსიდის გაცხელებით ნახშირბადის ან ნახშირბადის შემცველი გაზებით (CH4, CO).

ნიობიუმის ნიტრიდი არის ნაერთი, რომელსაც მოხარშვისას არ ზემოქმედებს არცერთი მჟავა და არც „აკვა რეგია“; მდგრადია წყლის მიმართ. ერთადერთი, რაც მას შეიძლება აიძულოთ ურთიერთქმედება, არის ადუღებული ტუტე. ამ შემთხვევაში, იგი იშლება ამიაკის გამოყოფით.

NbN ნიტრიდი ღია ნაცრისფერია მოყვითალო ელფერით. ის არის ცეცხლგამძლე (ტემპერატ. 2300 ° C), აქვს შესანიშნავი თვისება - აბსოლუტურ ნულთან ახლოს ტემპერატურაზე (15,6 K, ანუ -267,4 ° C), აქვს ზეგამტარობა.

დაბალი ჟანგვის მდგომარეობაში ნიობიუმის შემცველი ნაერთებიდან ყველაზე ცნობილია ჰალოიდები. ყველა ქვედა ჰალოგენი არის მუქი კრისტალური მყარი (მუქი წითელიდან შავამდე). მათი სტაბილურობა მცირდება ლითონის ჟანგვის მდგომარეობის შემცირებით.


ნიობიუმის გამოყენება სხვადასხვა ინდუსტრიაში


ნიობიუმის გამოყენება ლითონების შენადნობისთვის

ნიობიუმის შენადნობის ფოლადს აქვს კარგი კოროზიის წინააღმდეგობა. ქრომი ასევე ზრდის ფოლადის კოროზიის წინააღმდეგობას და გაცილებით იაფია ვიდრე ნიობიუმი. ეს მკითხველი ერთდროულად მართალია და არასწორიც. არასწორი, რადგან ერთი რამ დამავიწყდა.

ქრომ-ნიკელის ფოლადში, როგორც ნებისმიერ სხვა ფოლადში, ყოველთვის არის ნახშირბადი. მაგრამ ნახშირბადი აერთიანებს ქრომს და ქმნის კარბიდს, რაც ფოლადს უფრო მყიფეს ხდის. ნიობიუმს უფრო მეტი მიდრეკილება აქვს ნახშირბადთან, ვიდრე ქრომი. ამიტომ, როდესაც ნიობიუმი ემატება ფოლადს, ნიობიუმის კარბიდი აუცილებლად წარმოიქმნება. ნიობიუმთან შენადნობი ფოლადი იძენს მაღალ ანტიკოროზიულ თვისებებს და არ კარგავს ელასტიურობას. სასურველი ეფექტი მიიღწევა, როდესაც მხოლოდ 200 გრ მეტალის ნიობიუმი ემატება ტონა ფოლადს. ხოლო ნიობიუმი იძლევა ქრომ-მანგაიტის ფოლადის მაღალ აცვიათ წინააღმდეგობას.

ბევრი ფერადი ლითონი ასევე შერწყმულია ნიობიუმთან. ასე რომ, ალუმინი, რომელიც ადვილად იხსნება ტუტეებში, არ რეაგირებს მათთან, თუ მას მხოლოდ 0,05% ნიობიუმი დაემატება. და სპილენძი, რომელიც ცნობილია თავისი რბილობითა და მისი მრავალი შენადნობით, ნიობიუმი, როგორც ჩანს, გამკვრივდება. ის ზრდის ისეთი ლითონების სიმტკიცეს, როგორიცაა ტიტანი, მოლიბდენი, ცირკონიუმი და ამავდროულად ზრდის მათ სითბოს წინააღმდეგობას და სითბოს წინააღმდეგობას.

ახლა ნიობიუმის თვისებებსა და შესაძლებლობებს აფასებენ ავიაცია, მექანიკური ინჟინერია, რადიოინჟინერია, ქიმიური მრეწველობა და ბირთვული ენერგია. ყველა მათგანი გახდა ნიობიუმის მომხმარებელი.

უნიკალური თვისება - ნიობიუმის ურანთან შესამჩნევი ურთიერთქმედების არარსებობა 1100 ° C ტემპერატურამდე და, გარდა ამისა, კარგი თერმული კონდუქტომეტრი, თერმული ნეიტრონების მცირე ეფექტური შთანთქმის ჯვარი აქცევს ნიობიუმს სერიოზულ კონკურენტად ატომურ ბირთვში აღიარებული ლითონებისთვის. მრეწველობა - ალუმინი, ბერილიუმი და ცირკონიუმი. უფრო მეტიც, ნიობიუმის ხელოვნური (გამოწვეული) რადიოაქტიურობა დაბალია. აქედან გამომდინარე, მისი გამოყენება შესაძლებელია რადიოაქტიური ნარჩენების შესანახი კონტეინერების ან მათი გამოყენების დანადგარების დასამზადებლად.

ქიმიური მრეწველობა მოიხმარს შედარებით ცოტა ნიობიუმს, მაგრამ ეს მხოლოდ მისი დეფიციტის გამოა. აღჭურვილობა მაღალი სისუფთავის მჟავების წარმოებისთვის ზოგჯერ მზადდება ნიობიუმის შემცველი შენადნობებისგან და, უფრო იშვიათად, ფურცლის ნიობიუმისგან. ნიობიუმის უნარი, გავლენა მოახდინოს ზოგიერთი ქიმიური რეაქციის სიჩქარეზე, გამოიყენება, მაგალითად, ბუტადიენისგან ალკოჰოლის სინთეზში.

41-ე ელემენტის მომხმარებელი გახდა სარაკეტო და კოსმოსური ტექნოლოგიებიც. საიდუმლო არ არის, რომ ამ ელემენტის გარკვეული რაოდენობა უკვე ბრუნავს დედამიწის მახლობლად ორბიტაზე. რაკეტების ზოგიერთი ნაწილი და დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრების საბორტო აღჭურვილობა დამზადებულია ნიობიუმის შემცველი შენადნობებისა და სუფთა ნიობიუმისგან.

ნიობიუმის გამოყენება სხვა ინდუსტრიებში

ნიობიუმის ფურცლები და ზოლები გამოიყენება "ცხელი ფიტინგების" (ანუ გაცხელებული ნაწილების) - ანოდების, ბადეების, ირიბად გაცხელებული კათოდების და ელექტრონული ნათურების სხვა ნაწილების, განსაკუთრებით მძლავრი გენერატორის ნათურების დასამზადებლად.

გარდა სუფთა ლითონისა, იგივე მიზნებისათვის გამოიყენება ტანტალი-ნიობიუმის შენადნობები.

ნიობიუმი გამოიყენებოდა ელექტროლიტური კონდენსატორებისა და დენის გამსწორებლების დასამზადებლად. აქ ჩვენ გამოვიყენეთ ნიობიუმის უნარი, შექმნას სტაბილური ოქსიდის ფილმი ანოდური დაჟანგვის დროს. ოქსიდის ფილმი მდგრადია მჟავე ელექტროლიტებში და გადის დენი მხოლოდ ელექტროლიტიდან ლითონის მიმართულებით. ნიობიუმის კონდენსატორები მყარი ელექტროლიტით ხასიათდებიან მაღალი ტევადობით მცირე ზომებით, მაღალი საიზოლაციო წინააღმდეგობით.

ნიობიუმის კონდენსატორის ელემენტები მზადდება თხელი კილიტადან ან ლითონის ფხვნილებისგან დაჭერილი ფოროვანი ფირფიტებისგან.

ნიობიუმის კოროზიის წინააღმდეგობა მჟავებში და სხვა გარემოში, მაღალი თბოგამტარობისა და პლასტიურობის კომბინაციაში, აქცევს მას ძვირფას სტრუქტურულ მასალად ქიმიურ და მეტალურგიულ მრეწველობაში აღჭურვილობისთვის. ნიობიუმს გააჩნია თვისებების ერთობლიობა, რომელიც აკმაყოფილებს ბირთვული ენერგიის ინდუსტრიის მოთხოვნებს სტრუქტურული მასალების მიმართ.

900 ° C-მდე, ნიობიუმი სუსტად ურთიერთქმედებს ურანთან და შესაფერისია დამცავი ჭურვების დასამზადებლად დენის რეაქტორების ურანის საწვავის ელემენტებისთვის. ამ შემთხვევაში შესაძლებელია თხევადი ლითონის სითბოს მატარებლების გამოყენება: ნატრიუმი ან ნატრიუმის შენადნობი კალიუმთან, რომელთანაც ნიობიუმი არ ურთიერთქმედებს 600 ° C-მდე. ურანის საწვავის ელემენტების სიცოცხლისუნარიანობის გაზრდის მიზნით, ურანი დოპინგია ნიობიუმით (~ 7% ნიობიუმი). ნიობიუმის დანამატი სტაბილიზებს ურანის დამცავ ოქსიდის ფენას, რაც ზრდის მის წინააღმდეგობას წყლის ორთქლის მიმართ.

ნიობიუმი გვხვდება სხვადასხვა სუპერშენადნობებში რეაქტიული ძრავების გაზის ტურბინებისთვის. მოლიბდენის, ტიტანის, ცირკონიუმის, ალუმინის და სპილენძის ნიობიუმის შენადნობი მკვეთრად აუმჯობესებს ამ ლითონების, ისევე როგორც მათი შენადნობების თვისებებს. არსებობს ნიობიუმზე დაფუძნებული მაღალტემპერატურული შენადნობები, როგორც სტრუქტურული მასალა რეაქტიული ძრავებისა და რაკეტების ნაწილებისთვის (ტურბინის პირების წარმოება, ფრთების წინა კიდეები, თვითმფრინავების და რაკეტების ცხვირის ბოლოები და რაკეტების კანი). ნიობიუმი და მასზე დაფუძნებული შენადნობები შეიძლება გამოყენებულ იქნას 1000 - 1200 ° C სამუშაო ტემპერატურაზე.

ნიობიუმის კარბიდი გვხვდება ვოლფრამის კარბიდის ზოგიერთ კლასში, რომელიც გამოიყენება ფოლადების ჭრისთვის.

ნიობიუმი ფართოდ გამოიყენება, როგორც შენადნობი დანამატი ფოლადებში. ნიობიუმის დამატება 6-დან 10-ჯერ მეტი რაოდენობით, ვიდრე ნახშირბადის შემცველობა ფოლადში, გამორიცხავს უჟანგავი ფოლადის მარცვლოვან კოროზიას და იცავს შედუღებს განადგურებისგან.

ნიობიუმი ასევე გამოიყენება სხვადასხვა მაღალტემპერატურულ ფოლადებში (მაგალითად, გაზის ტურბინებისთვის), აგრეთვე ხელსაწყოებსა და მაგნიტურ ფოლადებში.

ნიობიუმი შეჰყავთ ფოლადში რკინით (ფერონიობიუმი) შენადნობით, რომელიც შეიცავს 60%-მდე Nb-ს. გარდა ამისა, ფეროტანტალონიობიუმი გამოიყენება ფეროშენადნობში ტანტალისა და ნიობიუმს შორის განსხვავებული თანაფარდობით.

ორგანულ სინთეზში ნიობიუმის ზოგიერთი ნაერთი (ფტორიდის კომპლექსური მარილები, ოქსიდები) გამოიყენება კატალიზატორად.

ნიობიუმის გამოყენება და წარმოება სწრაფად იზრდება, რაც განპირობებულია მისი თვისებების კომბინაციით, როგორიცაა ცეცხლგამძლეობა, თერმული ნეიტრონების დაჭერის მცირე ჯვარი, სითბოს მდგრადი, ზეგამტარი და სხვა შენადნობების წარმოქმნის უნარი, კოროზიის წინააღმდეგობა, გამტარი. თვისებები, ელექტრონების დაბალი სამუშაო ფუნქცია, კარგი შრომატევადობა წნევით სიცივეში და შედუღებადობა. ნიობიუმის გამოყენების ძირითადი სფეროები: რაკეტა, საავიაციო და კოსმოსური ტექნოლოგია, რადიოინჟინერია, ელექტრონიკა, ქიმიური აპარატურის ინჟინერია, ბირთვული ენერგია.

მეტალის ნიობიუმის გამოყენება

თვითმფრინავის ნაწილები დამზადებულია სუფთა ნიობიუმისგან ან მისი შენადნობებისგან; ურანის და პლუტონიუმის საწვავის ელემენტების გარსაცმები; კონტეინერები და მილები; თხევადი ლითონებისთვის; ელექტროლიტური კონდენსატორების ნაწილები; "ცხელი" ფიტინგები ელექტრონული (რადარის დამონტაჟებისთვის) და მძლავრი გენერატორის ნათურებისთვის (ანოდები, კათოდები, ბადეები და ა.შ.); კოროზიის მდგრადი აღჭურვილობა ქიმიურ ინდუსტრიაში.

ნიობიუმი შენადნობს სხვა ფერადი ლითონებს, მათ შორის ურანს.

ნიობიუმი გამოიყენება კრიოტრონებში - კომპიუტერების ზეგამტარ ელემენტებში. ნიობიუმი ასევე ცნობილია იმით, რომ გამოიყენება აჩქარების სტრუქტურებში დიდი ადრონული კოლაიდერის დროს.

ნიობიუმის მეტალთაშორისი ნაერთები და შენადნობები

Nb3Sn სტანიდი და ნიობიუმ-ტიტან-ცირკონიუმის შენადნობები გამოიყენება სუპერგამტარი სოლენოიდების დასამზადებლად.

ნიობიუმი და შენადნობები ტანტალით ხშირ შემთხვევაში ცვლის ტანტალს, რაც იძლევა დიდ ეკონომიკურ ეფექტს (ნიობიუმი უფრო იაფია და თითქმის ორჯერ მსუბუქი ვიდრე ტანტალი).

ფერონიობიუმი შეყვანილია უჟანგავი ქრომ-ნიკელის ფოლადებში მათი მარცვლოვანი კოროზიის და განადგურების თავიდან ასაცილებლად და სხვა ტიპის ფოლადებში მათი თვისებების გასაუმჯობესებლად.

ნიობიუმი გამოიყენება საკოლექციო მონეტების დასაჭრელად. ამრიგად, ლატვიის ბანკი ამტკიცებს, რომ ნიობიუმი ვერცხლთან ერთად გამოიყენება საკოლექციო 1 ლატის მონეტებში.

ნიობიუმის ნაერთების O5 კატალიზატორის გამოყენება ქიმიურ მრეწველობაში;

ცეცხლგამძლე მასალების წარმოებაში, კერმეტები, სპეც. მინა, ნიტრიდი, კარბიდი, ნიობატები.

ნიობიუმის კარბიდი (mp 3480 ° C) შენადნობში ცირკონიუმის კარბიდთან და ურანი-235 კარბიდთან ერთად არის ყველაზე მნიშვნელოვანი სტრუქტურული მასალა მყარი ფაზის ბირთვული რეაქტიული ძრავების საწვავის ელემენტებისთვის.

ნიობიუმის ნიტრიდი NbN გამოიყენება თხელი და ულტრათხელი ზეგამტარი ფირების წარმოებისთვის, კრიტიკული ტემპერატურით 5-დან 10 K-მდე, ვიწრო გადასვლით 0,1 K-ის რიგით.

ნიობიუმი მედიცინაში

ნიობიუმის მაღალმა კოროზიის წინააღმდეგობამ შესაძლებელი გახადა მისი გამოყენება მედიცინაში. ნიობიუმის ძაფები არ აღიზიანებს ცოცხალ ქსოვილს და კარგად ერწყმის მას. რეკონსტრუქციულმა ქირურგიამ წარმატებით გამოიყენა ასეთი ძაფები მოწყვეტილი მყესების, სისხლძარღვების და ნერვების დასაკერებლად.

გამოყენება სამკაულებში

ნიობიუმი არა მხოლოდ ფლობს ტექნიკისთვის აუცილებელ თვისებებს, არამედ საკმაოდ ლამაზადაც გამოიყურება. იუველირები ცდილობდნენ გამოეყენებინათ ეს თეთრი მბზინავი ლითონი მაჯის საათების კორპუსების დასამზადებლად. ნიობიუმის შენადნობები ვოლფრამით ან რენიუმით ზოგჯერ ცვლის კეთილშობილ ლითონებს: ოქრო, პლატინა, ირიდიუმი. ეს უკანასკნელი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია, რადგან ნიობიუმის შენადნობი რენიუმთან ერთად არა მხოლოდ მეტალის ირიდიუმს ჰგავს, არამედ თითქმის აცვიათ მდგრადია. ეს საშუალებას აძლევდა ზოგიერთ ქვეყანას არ მიეღოთ ძვირადღირებული ირიდიუმი შადრევანი კალმების შედუღების წარმოებაში.


ნიობიუმის მოპოვება რუსეთში


ბოლო წლებში ნიობიუმის მსოფლიო წარმოება 24-29 ათასი ტონა იყო.აღსანიშნავია, რომ ნიობიუმის მსოფლიო ბაზარი მნიშვნელოვნად მონოპოლიზებულია ბრაზილიური კომპანია CBMM-ის მიერ, რომელიც მსოფლიო წარმოების დაახლოებით 85%-ს შეადგენს. ნიობიუმი.

იაპონია არის ნიობიუმის შემცველი პროდუქტების მთავარი მომხმარებელი (ფერონიობიუმი, პირველ რიგში, მას ეკუთვნის). ეს ქვეყანა ყოველწლიურად ბრაზილიიდან 4 ათას ტონაზე მეტ ფერონიობიუმს შემოაქვს. ამიტომ, ნიობიუმის შემცველი პროდუქტების იაპონური იმპორტის ფასები შეიძლება დიდი დარწმუნებით იქნას მიღებული მსოფლიო საშუალო მაჩვენებელთან ახლოს. ბოლო წლებში ფერონიობიუმზე ფასების ზრდის ტენდენცია შეინიშნება. ეს გამოწვეულია მისი მზარდი გამოყენების გამო დაბალი შენადნობის ფოლადების წარმოებისთვის, რომლებიც ძირითადად განკუთვნილია ნავთობისა და გაზსადენებისთვის. ზოგადად, უნდა აღინიშნოს, რომ ბოლო 15 წლის განმავლობაში ნიობიუმის მსოფლიო მოხმარება ყოველწლიურად საშუალოდ 4-5%-ით იზრდება.

სინანულით უნდა ვაღიაროთ, რომ რუსეთი ნიობიუმის ბაზრის „ზღურბლზეა“. 90-იანი წლების დასაწყისში, Giredmet-ის ექსპერტების აზრით, ყოფილ სსრკ-ში დაახლოებით 2 ათასი ტონა ნიობიუმი (ნიობიუმის ოქსიდის თვალსაზრისით) იწარმოებოდა და მოიხმარებოდა. დღეისათვის რუსული მრეწველობის მიერ ნიობიუმის პროდუქტების მოხმარება არ აღემატება მხოლოდ 100-200 ტონას.აღსანიშნავია, რომ ყოფილ სსრკ-ში შეიქმნა ნიობიუმის წარმოების მნიშვნელოვანი სიმძლავრეები, რომლებიც გაბნეულია სხვადასხვა რესპუბლიკებში - რუსეთში, ესტონეთში, ყაზახეთში. სსრკ-ში მრეწველობის განვითარების ამ ტრადიციულმა თავისებურებამ ახლა რუსეთი ძალიან რთულ მდგომარეობაში ჩააგდო მრავალი სახის ნედლეულსა და ლითონში. ნიობიუმის ბაზარი იწყება ნიობიუმის შემცველი ნედლეულის წარმოებით. მისი ძირითადი ტიპი რუსეთში იყო და რჩება ლოპარიტის კონცენტრატი, რომელიც მიიღება ლოვოზერსკის ოლქში (ამჟამად - სს სევრდმეტი, მურმანსკის ოლქი). სსრკ-ს დაშლამდე საწარმომ აწარმოა დაახლოებით 23 ათასი ტონა ლოპარიტის კონცენტრატი (მასში ნიობიუმის ოქსიდის შემცველობა დაახლოებით 8,5%). შემდგომში კონცენტრატის წარმოება 1996-1998 წლებში სტაბილურად მცირდება. საწარმო რამდენჯერმე შეჩერდა რეალიზაციის გამო. ამჟამად, შეფასებით, საწარმოში ლოპარიტის კონცენტრატის წარმოება თვეში 700-800 ტონას შეადგენს.

უნდა აღინიშნოს, რომ საწარმო საკმაოდ მკაცრად არის მიბმული თავის ერთადერთ მომხმარებელს - სოლიკამსკის მაგნიუმის ქარხანასთან. ფაქტია, რომ ლოპარიტის კონცენტრატი საკმაოდ სპეციფიკური პროდუქტია, რომელიც მიიღება მხოლოდ რუსეთში. მისი დამუშავების ტექნოლოგია საკმაოდ რთულია მასში შემავალი იშვიათი ლითონების კომპლექსის გამო (ნიობიუმი, ტანტალი, ტიტანი). გარდა ამისა, კონცენტრატი რადიოაქტიურია, რის გამოც ამ პროდუქტით მსოფლიო ბაზარზე შესვლის ყველა მცდელობა უშედეგოდ დასრულდა. აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ ფერონიობიუმის მიღება არ შეიძლება ლოპარიტის კონცენტრატისგან. 2000 წელს, Sevredmet-ის ქარხანაში, Roredmet-მა წამოიწყო ექსპერიმენტული განყოფილება ლოპარიტის კონცენტრატის დასამუშავებლად, სხვა ლითონებთან ერთად, გაყიდვადი ნიობიუმის შემცველი პროდუქტების (ნიობიუმის ოქსიდი) მისაღებად.

SMZ ნიობიუმის პროდუქტების ძირითადი ბაზრები დსთ-ს არაწევრი ქვეყნებია: მიწოდება ხდება აშშ-ში, იაპონიასა და ევროპის ქვეყნებში. ექსპორტის წილი წარმოების მთლიან მოცულობაში 90%-ზე მეტია. სსრკ-ში ნიობიუმის წარმოების მნიშვნელოვანი სიმძლავრე კონცენტრირებული იყო ესტონეთში - Sillamäe ქიმიური და მეტალურგიული წარმოების ასოციაციაში (Sillamäe). ახლა ესტონურ კომპანიას Silmet ჰქვია. საბჭოთა პერიოდში საწარმო ამუშავებდა ლოპარიტის კონცენტრატს Lovoozersky GOK-დან, 1992 წლიდან მისი გადაზიდვა შეჩერდა. Silmet ამჟამად ამუშავებს ნიობიუმის ჰიდროქსიდის მხოლოდ მცირე მოცულობას სოლიკამსკის მაგნიუმის ქარხანაში. ნიობიუმის შემცველი ნედლეულის უმეტესობას კომპანია ამჟამად იღებს ბრაზილიიდან და ნიგერიიდან. კომპანიის მენეჯმენტი არ გამორიცხავს ლოპარიტის კონცენტრატის მიწოდებას, თუმცა Sevredmet ცდილობს გაატაროს მისი ადგილზე გადამუშავების პოლიტიკა, ვინაიდან ნედლეულის ექსპორტი მზა პროდუქტზე ნაკლებად მომგებიანია.


რეპეტიტორობა

გჭირდებათ დახმარება თემის შესასწავლად?

ჩვენი ექსპერტები გაგიწევენ კონსულტაციას ან გაგიწევენ სადამრიგებლო მომსახურებას თქვენთვის საინტერესო თემებზე.
გაგზავნეთ მოთხოვნათემის მითითებით ახლავე გაიგოთ კონსულტაციის მიღების შესაძლებლობის შესახებ.

ტანტალი და ნიობიუმი მიიღება მაღალი სისუფთავის ნაერთებისგან: ოქსიდები, რთული ფტორის მარილები, ქლორიდები. ლითონების წარმოების სამრეწველო მეთოდები შეიძლება დაიყოს ოთხ ჯგუფად:

ნატრიუმის თერმული შემცირება რთული ფტორიდან;

ოქსიდებიდან რედუქცია ნახშირბადით (კარბოთერმული მეთოდი);

რედუქცია ალუმინის ოქსიდებიდან (ალუმინოთერმული მეთოდი);

ქლორიდებისგან წყალბადის აღდგენა;

გამდნარი მედიის ელექტროლიზი.

ტანტალის (~ 3000 C) და ნიობიუმის (~ 2500 C) მაღალი დნობის წერტილის გამო, ისინი მიიღება ყველა ჩამოთვლილი მეთოდით შემცირების შედეგად, გარდა მესამესა, ფხვნილის ან აგლომერირებული ღრუბლის სახით. . კომპაქტური მოქნილი ტანტალისა და ნიობიუმის მოპოვების ამოცანას ართულებს ის ფაქტი, რომ ეს ლითონები აქტიურად შთანთქავენ აირებს (წყალბადს, აზოტს, ჟანგბადს), რომელთა მინარევები მათ მყიფეს ხდის. ამიტომ აუცილებელია ფხვნილებისგან დაწნეხილი სამუშაო ნაწილების შედუღება ან მაღალ ვაკუუმში დნობა.

ნატრიოთერმული მეთოდი ტანტალისა და ნიობიუმის ფხვნილების წარმოებისთვის

კომპლექსური ფტორიდების K2TaF7 და K2NbF7 ნატრიუმ-თერმული რედუქცია არის პირველი სამრეწველო მეთოდი ტანტალისა და ნიობიუმის წარმოებისთვის. დღესაც გამოიყენება. ნატრიუმი, კალციუმი და მაგნიუმი, რომლებსაც აქვთ მაღალი მიდრეკილება ფტორთან, შესაფერისია ტანტალისა და ნიობიუმის ფტორიდის ნაერთების შესამცირებლად, როგორც ჩანს ქვემოთ მოცემული მნიშვნელობებიდან:

ელ.ფოსტა<^ент Nb Та Na Mg Са

AG298, კჯ / გ-ატომი F. ... ... -339 -358 -543 -527 -582

შემცირებისთვის გამოიყენება ნატრიუმი, რადგან ნატრიუმის ფტორიდი წყალში ხსნადია და მისი გამოყოფა შესაძლებელია ტანტალისა და ნიობიუმის ფხვნილებისაგან გარეცხვით, ხოლო მაგნიუმის და კალციუმის ფტორიდები ცუდად იხსნება წყალში და მჟავებში.

განვიხილოთ პროცესი ტანტალის მიღების მაგალითზე. K2TaF7-ის შემცირება ნატრიუმით მიმდინარეობს სითბოს დიდი გამოთავისუფლებით (თუნდაც 5 კგ-მდე დამუხტვის დროს), რაც საკმარისია პროცესის სპონტანური ნაკადისთვის. მუხტის ერთ ადგილას 450-500 C-მდე გაცხელების შემდეგ რეაქცია სწრაფად ვრცელდება მუხტის მთელ მასაზე და ტემპერატურა აღწევს 800-900 C. ვინაიდან ნატრიუმი დნება 97 C-ზე და დუღს 883-ზე, აშკარაა, რომ სითხე და ორთქლის ნატრიუმი მონაწილეობს შემცირებაში:

K2TaF7 + 5NaW = Ta + 5NaF + 2KF; K2TaF7 + 5Na (ra3) = Ta + 5NaF + 2KF.

რეაქციების (2.18) და (2.19) სპეციფიკური სითბური ეფექტი არის 1980 და 3120 კჯ/კგ მუხტი, შესაბამისად.

რედუქცია ხორციელდება ფოლადის ჭურჭელში, სადაც კალიუმის ფტორტანტალატი და ნატრიუმის ნაჭრები (სტოქიომეტრიულად საჭირო რაოდენობის ~ 120%) იტვირთება ფენებად, რომლებიც იჭრება სპეციალური მაკრატლით. მუხტის ზედა ნაწილი დაფარულია ნატრიუმის ქლორიდის ფენით, რომელიც ქმნის დაბალ დნობის ნარევს KF-თან და NaF-თან. მარილის დნობა იცავს ნაწილაკებს დაჟანგვისგან
ტანტალის ნამი. პროცესის უმარტივეს ვერსიაში, რეაქციის დასაწყებად, ჭურჭლის კედელი ბოლოში თბება ცეცხლმოკიდებული ცეცხლით, სანამ წითელი ლაქა არ გამოჩნდება. რეაქცია სწრაფად მიმდინარეობს მთელ მასაში და მთავრდება 1-2 წუთში. პროცესის ამ განხორციელებით, პროდუქტების მაქსიმალურ ტემპერატურაზე (800-900 C) ხანმოკლე ზემოქმედების გამო, მიიღება წვრილი ტანტალის ფხვნილები, რომლებიც მარილების გარეცხვის შემდეგ შეიცავს 2%-მდე ჟანგბადს.

უხეში მარცვლოვანი ფხვნილი ჟანგბადის დაბალი შემცველობით მიიღება რეაქციის ჭურჭლის მოთავსებით ლილვის ელექტრო ღუმელში და მისი შენახვით ღუმელში რეაქციის დასრულების შემდეგ 1000 ° C ტემპერატურაზე.

შედეგად მიღებული ტანტალის რედუქცია გაჟღენთილია წვრილი ნაწილაკების სახით ფტორ-ქლორიდის წიდაში, რომელიც შეიცავს ჭარბ ნატრიუმს. გაციების შემდეგ ჭურჭლის შიგთავსს აჭედებენ, აჭიანურებენ ყბის გამანადგურებელში და მცირე ნაწილებში იტვირთება წყალთან ერთად რეაქტორში, სადაც ნატრიუმი „ჩაქრება“ და მარილების უმეტესი ნაწილი იხსნება. შემდეგ ფხვნილს თანმიმდევრულად რეცხავენ განზავებული ნეით (მარილების უფრო სრული რეცხვისთვის, რკინის და ნაწილობრივ ტიტანის მინარევების დასაშლელად). ტანტალის ოქსიდების შემცველობის შესამცირებლად ფხვნილს ზოგჯერ დამატებით რეცხავენ ცივი განზავებული ჰიდროფთორმჟავით. შემდეგ ფხვნილს რეცხავენ გამოხდილი წყლით, ფილტრავენ და აშრობენ 110-120 C ტემპერატურაზე.

ზემოთ აღწერილი მეთოდის გამოყენებით, დაახლოებით იგივე პირობების დაცვით, ნიობიუმის ფხვნილები მიიღება k2NbF7 ნატრიუმით შემცირებით. გამხმარ ნიობიუმის ფხვნილებს აქვთ შემადგენლობა,%: Ti, Si, Fe 0,02-0,06; დაახლოებით 0,5; N 0.1-მდე; C 0,1-0,15.

კარბოთერმული მეთოდი ოქსიდებიდან ნიობიუმის და ტანტალის წარმოებისთვის

ეს პროცესი თავდაპირველად შეიქმნა Nb2o5-დან ნიობიუმის წარმოებისთვის.

ნიობიუმი შეიძლება შემცირდეს Nb2os-დან ნახშირბადით 1800-1900 ° C ტემპერატურაზე ვაკუუმურ ღუმელში:

Nb2Os + 5C = 2Nb + SCO. (2.20)

მუხტი Nb205 + 5C შეიცავს მცირე რაოდენობით ნიობიუმს და ბრიკეტულ მდგომარეობაშიც კი აქვს დაბალი სიმკვრივე (~ 1,8 გ/სმ3). ამავდროულად, 1 კგ დამუხტვაზე გამოიყოფა დიდი მოცულობა (~ 0,34 მ3). ეს გარემოებები არახელსაყრელ ხდის პროცესის რეაქციის (2.20) განხორციელებას, ვინაიდან ამ შემთხვევაში ვაკუუმური ღუმელის პროდუქტიულობა დაბალია. ამიტომ პროცესი ორ ეტაპად ტარდება:

I ეტაპი - ნიობიუმის კარბიდის მიღება

Nb203 + 1C = 2NbC + 5CO; (2.2ლ)

ეტაპი P - ნიობიუმის მიღება ვაკუუმ ღუმელში

Nb2Os + 5NbC = 7Nb + 5CO. (2.22)

її ეტაპის ბრიკეტირებული მუხტი შეიცავს 84,2% (წონის მიხედვით) ნიობიუმს, ბრიკეტების სიმკვრივეა ~ 3 გ/სმ3, მოცულობა წარმოიქმნება 0,14 მ3-დან 1 კგ დამუხტვაზე (~ 2,5-ჯერ ნაკლები, ვიდრე მუხტის შემთხვევაში. დამუხტვა Nb2o5 + sc ). ეს უზრუნველყოფს ვაკუუმური ღუმელის უფრო მაღალ პროდუქტიულობას.

ორეტაპიანი პროცესის მნიშვნელოვანი უპირატესობა ისაა, რომ პირველი ეტაპი შეიძლება განხორციელდეს ატმოსფერული წნევის დროს გრაფიტის მილის წინააღმდეგობის ღუმელებში (ნახ. 29).

ნიობიუმის კარბიდის მისაღებად (პროცესის I ეტაპი), Nb2o5-ის ნარევი ჭვარტლთან ერთად ბრიკეტდება და ბრიკეტები თბება გრაფიტის მილის ღუმელში წყალბადის ან არგონის ატმოსფეროში 1800-1900 ° C ტემპერატურაზე (ბრიკეტები განუწყვეტლივ მოძრაობენ ზონის გასწვრივ. ღუმელი

ბრინჯი. 29. გრაფიტის მილის წინააღმდეგობის ღუმელის სქემა:

1 - გარსაცმები; 2 - გრაფიტის გათბობის მილი; 3 - დამცავი გრაფიტის მილი; 4- ჭვარტლის თბოსაიზოლაციო საყრდენი; 5 - მაცივარი; 6 - საკონტაქტო გრაფიტის კონუსები; 7 - გაცივებული საკონტაქტო თავი; 8 - ლუქი; 9 - დინების მომწოდებელი ავტობუსები

ცხელ ზონაში ყოფნის მიხედვით 1-1,5 საათი). დაქუცმაცებული ნიობიუმის კარბიდი შერეულია ბურთულ წისქვილში Nb2o5-თან, რომელიც აღებულია მცირე სიჭარბით (3-5%) რეაქციისთვის საჭირო მოთხოვნილების საწინააღმდეგოდ (2.22).

დამუხტვა იჭრება ბილეტებში 100 მპა წნევის ქვეშ, რომლებიც თბება ვაკუუმურ ღუმელებში გრაფიტის გამათბობლებით (ან ვაკუუმ ინდუქციური ღუმელები გრაფიტის მილით) 1800-1900 C ტემპერატურაზე. ექსპოზიცია მთავრდება 1,3-0,13 Pa ნარჩენი წნევის დროს მიღწეულია.

რეაქციები (2.21) და (2.22) კუმულაციურია. ისინი გადიან ქვედა ოქსიდების (Nt>o2 და NbO), აგრეთვე Nb2c კარბიდის წარმოქმნის შუალედურ ეტაპებს. I ეტაპის ძირითადი რეაქციები:

Nb2Os + C = 2NbO2 + CO; (2.23)

NbO2 + C = NbO + CO; (2.24)

2NbO + 3C = Nb2C + 2CO; (2.25)

Nb2C + C = 2NbC. (2.26)

n ეტაპის რეაქციები:

Nb2Os + 2NbC = 2NbO2 + Nb2C + CO; (2.27)

NbO2 + 2NbC = NbO + Nb2C + CO; (2.28)

NbO + Nb2C = 3Nb + CO. (2.29)

ლითონის ნიობიუმი მიიღება პროცესის II ეტაპის საბოლოო რეაქციის შედეგად (2.29). წონასწორული წნევა ω რეაქციისთვის (2.29) 1800 ° C ტემპერატურაზე არის> 1.3 Pa. ამიტომ, პროცესის ჩატარება აუცილებელია ამ რეაქციის წონასწორობის წნევაზე დაბალი ნარჩენი წნევით (0,5-0,13 Pa).

მიღებული ნიობიუმის აგლომერირებული ფოროვანი ბრიკეტები შეიცავს%: 0,1-0,15; დაახლოებით 0,15-0,30; N 0,04-0,5. კომპაქტური მოქნილი ლითონის მისაღებად ბრიკეტებს დნება ელექტრონული სხივის ღუმელში. კიდევ ერთი გზაა ფხვნილის მიღება ბრიკეტებიდან (450 C-ზე ჰიდროგენაციით, ვაკუუმში დაფქვა და შემდგომი დეჰიდროგენაცია), ზოლების დაჭერა და ვაკუუმში შედუღება 2300-2350 C ტემპერატურაზე. ვაკუუმის დნობის და ვაკუუმში შედუღების პროცესებში ჟანგბადი. და ნახშირბადი ამოღებულია კომპოზიციაში, ხოლო ჭარბი ჟანგბადი აქროლადი ქვედა ოქსიდების შემადგენლობაში.

კარბოთერმული მეთოდის მთავარი უპირატესობაა ლითონის მაღალი პირდაპირი გამოსავლიანობა (არანაკლებ 96%) და იაფი შემცირების აგენტის გამოყენება. ამ მეთოდის მინუსი არის მაღალი ტემპერატურის ვაკუუმური ღუმელების დიზაინის სირთულე.

ტანტალისა და ნიობიუმ-ტანტალის შენადნობების მიღება ასევე შესაძლებელია კარბოთერმული მეთოდით.

ალუმოთერმული მეთოდი მაღალი ოქსიდებიდან ნიობიუმის და ტანტალის წარმოებისთვის

ნიობიუმის წარმოების ალუმინომეტრიულ მეთოდს ნიობიუმის პენტოქსიდის ალუმინთან შემცირებით, რომელიც განვითარდა ბოლო წლებში, აქვს ტექნიკური და ეკონომიკური უპირატესობები ნიობიუმის წარმოების სხვა მეთოდებთან შედარებით დაბალი სტადიისა და ტექნიკის დიზაინის სიმარტივის გამო.

მეთოდი ეფუძნება ეგზოთერმულ რეაქციას:

3Nb2Os + 10A1 = 6Nb + 5A1203; (2.30)

Dow = -925.3 + 0.1362t, kJ / mol Nb2o5.

რეაქციის მაღალი სპეციფიკური თერმული ეფექტი (2640 კჯ/კგ სტოიქიომეტრიული მუხტი) შესაძლებელს ხდის პროცესის ჩატარებას გარე გათბობის გარეშე ნიობიუმ-ალუმინის შენადნობის ინგოტის დნობით. წარმატებული ღუმელიდან ალუმოთერმული შემცირება შესაძლებელია, თუ პროცესის ტემპერატურა უფრო მაღალია, ვიდრე დნობის წერტილი А12о3 = 2030 ° С) და ლითონის ფაზა (Nb + 10% ai შენადნობი დნება 2050 ° С-ზე). სტოქიომეტრიულ რაოდენობაზე 30-40%-ით მეტი ალუმინის მუხტში სიჭარბით, პროცესის ტემპერატურა აღწევს ~ 2150-2200 C. შემცირების სწრაფი კურსის გამო, ტემპერატურა იზრდება დაახლოებით 100-150 C-ით დნობის ტემპერატურებთან შედარებით. წიდის და ლითონის ფაზები საკმარისია მათი განცალკევების უზრუნველსაყოფად. დამუხტვაში ალუმინის ზემოაღნიშნული ჭარბი რაოდენობით მიიღება ნიობიუმის შენადნობი 8-10% ალუმინის 98-98,5% ნიობიუმის რეალური მოპოვებით.

ალუმინოთერმული რედუქცია ხორციელდება ფოლადის ჭურჭელში კალცინირებული მაგნიუმის ან ალუმინის ოქსიდების გარსით. დნობის პროდუქტების გადმოტვირთვის მოხერხებულობისთვის ჭურჭელი მზადდება მოსახსნელად. კონტაქტები შეჰყავთ კედლებში, რათა მიაწოდოს ელექტრული დენა (20 V, 15 A) დაუკრავენ მუხტში მოთავსებული ნიქრომის მავთულის სახით. კიდევ ერთი შესაძლო ვარიანტია პროცესის ჩატარება მასიური გაყოფილი სპილენძის ჭურჭელში, რომლის კედლებზე იქმნება გარნიზაჟის დამცავი ფენა.

საფუძვლიანად გამხმარი Nb2o5 და ალუმინის ფხვნილის ნარევი ნაწილაკების ზომით ~ 100 მიკრონი იტვირთება ჭურჭელში. მიზანშეწონილია ჭურჭლის მოთავსება არგონით სავსე კამერაში ჰაერთან კონტაქტის თავიდან ასაცილებლად.

აალების ჩართვის შემდეგ რეაქცია სწრაფად მიმდინარეობს მუხტის მთელ მასაზე. მიღებულ შენადნობის ინგოს აჭრიან ნაჭრებად და ექვემდებარება ვაკუუმ-თერმულ დამუშავებას 1800-2000 C ტემპერატურაზე ღუმელში გრაფიტის გამაცხელებლით ნარჩენი წნევით ~ 0,13 Pa, რათა ამოიღონ ალუმინის უმეტესი ნაწილი (მისი შემცველობით 0,2%). ). შემდეგ ხდება დახვეწის დნობა ელექტრონული სხივის ღუმელში, მიიღება მაღალი სისუფთავის ნიობიუმის ინგოტები მინარევების შემცველობით,%: A1.< 0,002; С 0,005; Си < 0,0025; Fe < 0,0025; Mg, Mn, Ni, Sn < 0,001; N 0,005; О < 0,010; Si < 0,0025; Ті < < 0,005; V < 0,0025.

პრინციპში, ტანტალის ალუმოთერმული წარმოება შესაძლებელია, მაგრამ პროცესი გარკვეულწილად უფრო რთულია. შემცირების რეაქციის სპეციფიკური სითბური ეფექტი არის 895 კჯ/კგ დამუხტვა. ტანტალისა და მისი შენადნობების ალუმინთან დნობის მაღალი ტემპერატურის გამო, რკინის ოქსიდი შეჰყავთ მუხტში, რათა დნება შიგთავსი (7-7,5% რკინით და 1,5% ალუმინის შენადნობის წარმოების საფუძველზე), ასევე გათბობისთვის. დანამატი - კალიუმის ქლორატი (ბერტოლეტის მარილი) ... ჭურჭელი მუხტით მოთავსებულია ღუმელში. 925 ° C ტემპერატურაზე იწყება სპონტანური რეაქცია. ტანტალის მოპოვება შენადნობაში არის დაახლოებით 90%.

ვაკუუმ-თერმული დამუშავებისა და ელექტრონული სხივების დნობის შემდეგ, ტანტალის ინგოტებს აქვთ მაღალი სისუფთავე, რომელიც შედარებულია ზემოთ მოცემულ ნიობიუმთან შედარებით.

ტანტალისა და ნიობიუმის მიღება წყალბადით მათი ქლორიდების შემცირებით

შემუშავებულია სხვადასხვა მეთოდი ტანტალისა და ნიობიუმის მათი ქლორიდებიდან შემცირებისთვის: რედუქცია მაგნიუმით, ნატრიუმით და წყალბადით. წყალბადით შემცირების ზოგიერთი ვარიანტი ყველაზე პერსპექტიულია, კერძოდ, ქვემოთ განხილული მეთოდი გაცხელებულ სუბსტრატებზე ქლორიდის ორთქლის შემცირებისთვის კომპაქტური ლითონის ღეროს მისაღებად.

ნახ. 30 გვიჩვენებს ტანტალის წარმოების ინსტალაციის დიაგრამას TaC15 ორთქლის წყალბადით შემცირებით ტანტალის ზოლზე, რომელიც გაცხელებულია 1200-1400 ° C-მდე. წყალბადთან შერეული TaCI5 ორთქლი იკვებება აორთქლებისგან რეაქტორში, რომლის ცენტრში არის ტანტალის ლენტი, რომელიც თბება ელექტრული დენის პირდაპირი გავლით წინასწარ განსაზღვრულ ტემპერატურამდე. ორთქლის-არის ნარევის ერთგვაროვანი განაწილებისთვის სარტყლის სიგრძეზე და მის ზედაპირზე პერპენდიკულარული დინების უზრუნველსაყოფად, ქამრის ირგვლივ დამონტაჟებულია უჟანგავი ფოლადის ეკრანი ნახვრეტებით. რეაქცია ხდება გახურებულ ზედაპირზე:

TaC15 + 2,5 H2 = Ta + 5 HCl; AG ° m k = -512 კჯ. (2.31)

ბრინჯი. 30. ტანტალის პენტაქლორიდის წყალბადით შემცირების დანადგარის დიაგრამა: 1 - რეაქტორის ფლანგი; 2 - იზოლირებული ელექტრომომარაგება; 3 - clamping კონტაქტები; 4 - კონდენსატორი ურეაქციო ქლორიდისთვის; 5 - ტანტალის ლენტი; 6 - ეკრანები ხვრელებით, - 7 - რეაქტორის ჭურჭელი; 8 - რეაქტორის გამაცხელებელი; 9 - მწვავე როტამეტრი; 10 - ნემსის სარქველი; 11 - აორთქლების ელექტრო ღუმელი; 12 - ტანტალის პენტაქლორიდის ამაორთქლებელი; 13 - როტამეტრი წყალბადისთვის

ტანტალის დეპონირების ოპტიმალური პირობები: ფირის ტემპერატურა 1200-1300 ° C, TaCl5-ის კონცენტრაცია აირის ნარევში ~ 0,2 მოლ/მოლ ნარევი. დეპონირების სიჩქარე ამ პირობებში არის 2,5-3,6 გ/(სმ2 სთ) (ან 1,5-2,1 მმ/სთ), ამრიგად, 24 საათში მიიღება სუფთა ტანტალის ღერო, რომლის საშუალო დიამეტრი 24-25 მმ. დაიბრუნოს ფურცლად, გამოიყენოს ელექტრონის სხივის ღუმელში ხელახლა დნობისთვის, ან გადაკეთდეს მაღალი სისუფთავის ფხვნილებად (ფხვნილის ჰიდროგენიზაცია, დაფქვა და დეჰიდროგენაცია). ქლორიდის გარდაქმნა (პირდაპირი მოპოვება საფარად) არის 20-30%. ურეაქციო ქლორიდი კონდენსირებულია და ხელახლა გამოიყენება. ელექტროენერგიის მოხმარება ტოლია 7-15 კვტ/სთ 1 კგ ტანტალზე, მიღებული რეჟიმის მიხედვით.

HCI ორთქლების გამოყოფის შემდეგ წყალში შთანთქმის გზით, წყალბადი შეიძლება დაუბრუნდეს პროცესს.

აღწერილი მეთოდით შესაძლებელია ნიობიუმის ღეროების მიღებაც. ნიობიუმის დეპონირების ოპტიმალური პირობები: ფირის ტემპერატურა 1000-1300 C, პენტაქლორიდის კონცენტრაცია 0,1-0,2 მოლ/მოლ აირის ნარევი. ლითონის დეპონირების სიჩქარეა 0,7-1,5 გ / (სმ2-სთ), ქლორიდის მეტალად გადაქცევის ხარისხი 15-30%, ენერგიის მოხმარება 17-22 კვტ * სთ/კგ მეტალზე. ნიობიუმის პროცესს ხელს უწყობს ის ფაქტი, რომ NbCl5-ის ნაწილი მცირდება რეაქტორის მოცულობაში გარკვეული მანძილით გახურებული ზოლიდან არაასტაბილურ NbCl3-მდე, რომელიც დეპონირდება რეაქტორის კედლებზე.

ტანტალის წარმოების ელექტროლიტური მეთოდი

ტანტალი და ნიობიუმი არ შეიძლება იზოლირებული იყოს წყალხსნარებიდან ელექტროლიზით. ყველა განვითარებული პროცესი ეფუძნება გამდნარი მედიის ელექტროლიზს.

სამრეწველო პრაქტიკაში მეთოდი გამოიყენება ტანტალის მისაღებად. ასე რომ, მრავალი წლის განმავლობაში ტანტალის ელექტროლიტურ მეთოდს იყენებდა კომპანია Fenstil (აშშ), იაპონიაში წარმოებული ტანტალის ნაწილი ამჟამად მიიღება ელექტროლიზით. მეთოდის ვრცელი კვლევა და სამრეწველო გამოცდები ჩატარდა სსრკ-ში.

ტანტალის ელექტროლიტური წარმოების მეთოდი მსგავსია ალუმინის წარმოების მეთოდის.

ელექტროლიტი ეფუძნება მდნარ მარილს K2TaF7 - KF - - KC1, რომელშიც იხსნება ტანტალის ოქსიდი Ta205. ელექტროლიტის გამოყენება, რომელიც შეიცავს მხოლოდ ერთ მარილს, K2TaF7, პრაქტიკულად შეუძლებელია გრაფიტის ანოდის გამოყენებისას უწყვეტი ანოდის ეფექტის გამო. ელექტროლიზი შესაძლებელია K2TaF7, KC1 და NaCl შემცველ აბაზანაში. ამ ელექტროლიტის მინუსი არის მასში ფტორის მარილების დაგროვება ელექტროლიზის დროს, რაც იწვევს კრიტიკული დენის სიმკვრივის შემცირებას და საჭიროებს აბაზანის შემადგენლობის კორექტირებას. ეს მინუსი აღმოიფხვრება Ta205 ელექტროლიტში შეყვანით. ელექტროლიზის შედეგი ამ შემთხვევაში არის ტანტალის ოქსიდის ელექტროლიტური დაშლა კათოდში ტანტალის გამოყოფით და ჟანგბადის ანოდში, რომელიც რეაგირებს ანოდის გრაფიტთან და წარმოქმნის CO2 და CO. გარდა ამისა, Ta205-ის შეყვანა გამდნარ მარილში აუმჯობესებს გრაფიტის ანოდის დატენიანებას დნობით და ზრდის კრიტიკული დენის სიმკვრივეს.

ელექტროლიტური შემადგენლობის არჩევანი ეფუძნება K2TaF7-KCl-KF სამეული სისტემის კვლევების მონაცემებს (ნახ. 31). ეს სისტემა შეიცავს ორ ორმაგ მარილს K2TaF7 KF (ან KjTaFg) და K2TaF7 KC1 (ან K3TaF7Cl), ორ სამ ევტექტიკას Ei და E2, რომლებიც დნება 580 და 710 C ტემპერატურაზე, და პერიტექტიკური წერტილი P 678 ° C-ზე. როდესაც Ta205 შედის დნობაში, ის ურთიერთქმედებს ფტორტანტალატებთან და წარმოქმნის ოქსოფტოროტანტალატს:

3K3TaF8 + Ta2Os + 6KF = 5K3TaOF6. (2.32)

რეაქცია K3TaF7Cl-თან ანალოგიურად მიმდინარეობს. ტანტალის ოქსოფლუორიდის კომპლექსების წარმოქმნა განსაზღვრავს Ta205-ის ხსნადობას ელექტროლიტში. შემზღუდველი ხსნადობა დამოკიდებულია დნობაში K3TaF8-ის შემცველობაზე და შეესაბამება რეაქციის სტოიქიომეტრიას (2.32).

ელექტროლიტის შემადგენლობის ელექტროლიზის პარამეტრებზე (კრიტიკული დენის სიმკვრივე, დენის ეფექტურობა, მოპოვება, ტანტალის ფხვნილის ხარისხი) გავლენის შესახებ მონაცემების საფუძველზე, საბჭოთა მკვლევარებმა შემოგვთავაზეს ელექტროლიტის შემდეგი ოპტიმალური შემადგენლობა: 12,5% (წონის მიხედვით) K2TaF7, დანარჩენი KC1 და KF 2:1-ის მიმართ (წონის მიხედვით). შემოყვანილი Ta2Os-ის კონცენტრაცია არის 2,5-3,5% (წონის მიხედვით). ამ ელექტროლიტში 700-800 ° C ტემპერატურაზე გრაფიტის ანოდის გამოყენებისას, ოქსოფლუორიდის კომპლექსის დაშლის ძაბვა არის 1.4 ვ, ხოლო KF და KC1-სთვის დაშლის ძაბვები არის ~ 3.4 V და ~ 4.6 V, შესაბამისად.

КС I K2TaF, -KCl KJaFf

ბრინჯი. 31. K2TaF7-KF-KCl სისტემის დნობის დიაგრამა

ელექტროლიზის დროს, Ta5 + კათიონების ეტაპობრივი გამონადენი ხდება კათოდში:

Ta5 + + 2e> Ta3 + + იყოს * Ta0.

ანოდზე მიმდინარე პროცესები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს რეაქციებით: TaOF63 "- Ze = TaFs + F" + 0; 20 + C = CO2; CO2 + C = 2CO; TaFj + 3F ~ = TaF | ~. TaF | ~ იონები, რომლებიც რეაგირებენ დნობაში შეყვანილ Ta2Os-თან, კვლავ წარმოქმნიან TaOF | ~ იონებს. ელექტროლიზის 700-750 ° C ტემპერატურაზე აირების შემადგენლობა შეიცავს -95% CO2, 5-7% CO2; 0.2-

სსრკ-ში შემოწმებულ ელექტროლიტური უჯრედების დიზაინებს შორის, საუკეთესო შედეგები მიიღეს მათში, სადაც კათოდი არის ნიკელის ჭურჭელი (ან ნიკელის შენადნობი ქრომთან), ცენტრში.

სურ. 32. ელექტროლიტური უჯრედი ტანტალის წარმოებისთვის:

1 - ბუნკერი Ta205 კვების მიმწოდებლით; 2 - მიმწოდებლის ელექტრომაგნიტური ვიბრატორი; 3 - სამაგრი ანოდისთვის შესაკრავით; 4 - ღრუ გრაფიტის ანოდი კედელში ხვრელებით; 5 - ნიქრომისგან დამზადებული ჭურჭელი-კათოდი; 6 - საფარი; 7 - სითბოს საიზოლაციო მინა; 8 - საჭე მანქანის ასაწევად; 9 - დანამატი ღეროთი დენის მიწოდებისთვის

რომელიც არის ღრუ გრაფიტის ანოდი კედლებში ნახვრეტებით (სურ. 32). ტანტალის ოქსიდი პერიოდულად მიეწოდება ღრუ ანოდს ავტომატური ვიბრაციული მიმწოდებლის საშუალებით. კვების ამ მეთოდით გამორიცხულია კათოდური საბადოს მექანიკური დაბინძურება გაუხსნელი ტანტალის პენტოქსიდით. აირები ამოღებულია ბორტზე შეწოვის საშუალებით. ელექტროლიზის ტემპერატურაზე 700-720 C, Ta205 აბაზანის უწყვეტი მიწოდება (ანუ ანოდის ეფექტების მინიმალური რაოდენობით), კათოდური დენის სიმკვრივე 30-50 A/dm2 და თანაფარდობა DjDk = 2 * 4, ტანტალის პირდაპირი მოპოვებაა 87-93%, მოსავლიანობა მიმდინარე 80%.

ელექტროლიზი ტარდება მანამ, სანამ ჭურჭლის სასარგებლო მოცულობის 2/3 არ შეივსება კათოდური ნალექით. ელექტროლიზის დასასრულს ანოდი ამაღლებულია და ელექტროლიტი, კათოდის საბადოსთან ერთად, გაცივდება. არსებობს კათოდური პროდუქტის დამუშავების ორი მეთოდი ტანტალის ფხვნილის ნაწილაკებისგან ელექტროლიტის გამოყოფის მიზნით: დაფქვა ჰაერის გამოყოფით და ვაკუუმ-თერმული გაწმენდა.

სსრკ-ში შემუშავებული ვაკუუმ-თერმული მეთოდი მოიცავს მარილების დიდი ნაწილის გამოყოფას ტანტალისგან არგონის ატმოსფეროში დნობის (დნობის) გზით, რასაც მოჰყვება ნარჩენების ამოღება ვაკუუმში 900 C ტემპერატურაზე აორთქლებით. გამდნარი და შედედებული ელექტროლიტი არის დაუბრუნდა ელექტროლიზს.

რომ დაფქვით ჰაერის განცალკევებით 30-70 მიკრონი, ხოლო ვაკუუმური თერმული დამუშავებისას - 100-120 მიკრონი.

ნიობიუმის წარმოებამ ოქსიფტორ-ქლორიდული ელექტროლიტებიდან, ისევე როგორც ტანტალი, არ მოიტანა დადებითი შედეგი იმის გამო, რომ გამონადენის დროს კათოდზე წარმოიქმნება ქვედა ოქსიდები, რომლებიც აბინძურებენ ლითონს. მიმდინარე გამომავალი დაბალია.

ნიობიუმისთვის (ისევე როგორც ტანტალისთვის), ჟანგბადისგან თავისუფალი ელექტროლიტები იმედისმომცემია. ნიობიუმის და ტანტალის პენტაქლორიდები იხსნება გამდნარ ტუტე ლითონის ქლორიდებში და წარმოქმნის კომპლექსურ მარილებს A/eNbCl6 და MeTaCl6. ამ კომპლექსების ელექტროლიტური დაშლის დროს კათოდში წარმოიქმნება ნიობიუმის და ტანტალის უხეში კრისტალური საბადოები, ხოლო გრაფიტის ანოდში ქლორი.

სოციალურ-ეკონომიკური და ჰუმანიტარული მეცნიერებები

UDC 553.98 "=."

ნიობიუმის მაინინგი რუსეთში

გ.იუ. ბოიარკო *, ვ.იუ. ხატკოვი **

, * ტომსკის პოლიტექნიკური უნივერსიტეტი

** რუსეთის ფედერაციის მთავრობის აპარატი. ""

ელფოსტა: [ელფოსტა დაცულია]

ნიობიუმი მოიპოვება რუსეთში ლოვოზერსკოეს საბადოზე (მურმანსკის ოლქი) ლოპარიტის კონცენტრატის სახით და თათრული საბადოზე ( კრასნოიარსკის ოლქიპიროქლორინის მჟავას კონცენტრატის სახით და გადამუშავებით სოლიკამსკის მაგნიუმის (პერმის რაიონი) და კლიუჩევსკის ფეროშენადნობთა ქარხნებში (სვერდლოვსკის ოლქი) ტომტორის ნიობიუმის საბადო (სახა-იაკუტიის რესპუბლიკა) და წარმოების წინა დონის აღდგენა ქ. ეტიკინსკის ტანტალი-ნიობიუმის საბადო (ჩიტას რეგიონი) ბრაზილიელი ნიობიუმის მწარმოებლების ბუნებრივი სამყაროს მონოპოლიის არსებობის გამო, ნიობიუმის მოპოვების რუსული საწარმოები ძირითადად ფოკუსირებული უნდა იყვნენ რუსეთის, უკრაინის, ყაზახეთისა და ჩინეთის მეტალურგიულ ბაზარზე.

ნიობიუმი არის მძიმე ცეცხლგამძლე ლითონი მაღალი ელასტიურობით, კოროზიის წინააღმდეგობით, კარგი შედუღებით და მცირე თერმული ნეიტრონის დაჭერით. ეს არის სითბოს მდგრადი და ზეგამტარი შენადნობების ნაწილი, ხოლო ნიობიუმთან შენადნობ ფოლადებს აქვთ მაღალი სიმტკიცე და მნიშვნელოვანი ელასტიურობა, ყინვაგამძლე და კოროზიის წინააღმდეგობა. ნიობიუმის ძირითადი მოხმარება მოდის მაგისტრალური მილსადენებისთვის დიდი დიამეტრის მილების წარმოებაზე დაბალი შენადნობის (0,07 ... 0,08% N)) ფოლადებისგან. დაბალი შენადნობი ნიობიუმის ფოლადები გამოიყენება სამშენებლო კონსტრუქციების წარმოებაში, ხიდების მშენებლობაში, საგზაო და სამთო ინჟინერიაში, თვითმფრინავებისა და ავტომობილების წარმოებაში, ნავთობის ღრმა ბურღვისთვის მოწყობილობების წარმოებაში, ქიმიური და ნავთობქიმიური მრეწველობის აღჭურვილობის წარმოებაში და ა. ნიობიუმის შენადნობები კალის, ტიტანისა და ცირკონიუმით ფართოდ გამოიყენება ზეგამტარი სოლენოიდების წარმოებაში ძლიერი ელექტრომაგნიტებისთვის, რომლებიც გამოიყენება მაგნიტურ გამყოფებში, დამუხტულ ნაწილაკების ამაჩქარებლებში და MHD გენერატორებში. ლითიუმის და ტყვიის ნიობატების სინთეზური ერთკრისტალები გამოიყენება ოპტიკურ საკეტებში და აკუსტოელექტრონულ მოწყობილობებში. ნიობიუმის მსოფლიო მოხმარების მოცულობა წელიწადში 25 ... 26 ათასი ტონაა და მისი მკაფიო ზრდა შეინიშნება წელიწადში 2 ... 2,5%-ით. ნიობიუმის მოხმარებაში ლიდერები არიან იაპონია (მსოფლიო მოთხოვნის 30%), აშშ (დაახლოებით 25%) და ევროკავშირის ქვეყნები. ნიობიუმის პროდუქტების ფასები ნაჩვენებია ცხრილში. გ

ნიობიუმი მოიპოვება ჰიდრომეტალურგიული და პირომეტალურგიული მეთოდებით ნიობიუმის მინერალების კონცენტრატებიდან - პიროქლორი (NaCaNb206F) (მსოფლიო მარაგის 90%-მდე), კოლუმბიტ-ტანტალიტი ((Fe, Mn) (Nb, Ta) 206) (5%-მდე). ) და ლოპარიტი (( Ca, TR) (Ti, Ta, Nb) 02) (მხოლოდ რუსეთში). მათი დამუშავებისას ერთდროულად გამოიყოფა ტანტალი (თანაფარდობით Ta/Nb = 1/10), ასევე ლოპარიტისგან მოიპოვება იშვიათი დედამიწის ლითონები და ტიტანი.

ნიობიუმის მსოფლიო წარმოება არის 25,7 ათასი ტონა (2002), 22 ათასი ტონა აღრიცხულია ბრაზილიური კომპანია Companhia Brasileira de Metalurgia e Minera ^ So Cia Brasileira de Metalurgia Minera? Ao (CBMM), რომელიც ბუნებრივი მონოპოლიაა პიროქლორის კონცენტრატების წარმოებაში. , ფერონიობიუმი (წელიწადში 18 ათას ტონამდე), ნიობიუმი

მაგიდა. ნიობიუმის (და მასთან დაკავშირებული ტანტალის) პროდუქტების ფასები

სასაქონლო პროდუქციის ფასები, აშშ დოლარი კგ-ზე

პიროქლორის კონცენტრატი (N ^ 05-ის მიხედვით) 6.0 ... 6.5

კოლუმბიტის კონცენტრატი (N1 ^ 05-ის მიხედვით) 6.5 ... 7.0

ტანტალიტის კონცენტრატი (Ta205 თვალსაზრისით) 65 .. / 75

ლოპარიტის კონცენტრატი 1,1-

ფერონიობიუმი 14.5 ... 15.5

მეტალი ნიობიუმი 14.0 .. L 4.5

ტანტალის ფხვნილი ■ 200 ... 230

მეტალის ტანტალი 200 ... 210

ტალიკი და ტანტალი. იგი ამუშავებს არაშას კარბონატიტის მასივზე (ამაზონას შტატი) ატმოსფერულ ქერქს, რომლის საშუალო შემცველობაა 2,5% Nb205 (4,3 მილიარდი ტონა მადანი) და პიტანგას კალის საბადო, რომელიც შეიცავს 4,3% Nb205-ს (30 მილიონი ტონა მადანი). CBMM კონცენტრატების ნაწილს ამუშავებს კონსოლიდირებული კომპანია Catalao de Goäis (Mineralo Cataloa), რომელიც აწარმოებს 3,5 ათას ტონამდე ფერონიობიუმს წელიწადში. როგორც რეზერვი ბრაზილიაში ფარგლებში ეროვნული პარკი Pico da Neblina არის სეის ლაგოსის საბადო 2,9 მილიარდი ტონა მადნის მარაგით, საშუალო Nb205 კლასის 2,8%. კანადაში ნიობიუმის საბადო მოიპოვება სენტ ჰონორის საბადოზე (ნიობეკის მაღარო, კვებეკი) საშუალო Nb205 კლასის 0,6%. მადნების მოპოვებითა და კონცენტრატების გადამუშავებით ორი კომპანიაა ჩართული - Teck Corp. და Cambior Inc.-მა, რომელმაც 2002 წელს მსოფლიო ბაზარზე 3,2 ათასი ტონა ფერონიობიუმი მიაწოდა. უკიდურესად მცირე რაოდენობით, სხვადასხვა ნიობიუმის პროდუქტები (ძირითადად პიროქლორის კონცენტრატები) იწარმოება ავსტრალიაში (მწვანე ბუჩქები), ნიგერიაში (ჯო პლატო), მოზამბიკში (მბეია), ზამბიაში (ლუეში) და კონგოში (Manono Kitololo).

დაგეგმილი ეკონომიკის ეპოქაში სსრკ-მ მოიპოვა და აწარმოა 2000 ტონამდე ნიობიუმის პროდუქცია (ნიობიუმის ოქსიდის მიხედვით), წარმოების თვალსაზრისით მესამე ადგილზეა (ბრაზილიისა და კანადის შემდეგ) და მეოთხე მოხმარების თვალსაზრისით (იაპონიის შემდეგ, შეერთებული შტატები და გერმანია). დსთ-ს ეროვნულ ანკლავებში საერთო ეკონომიკური სივრცის დაშლის შემდეგ, იშვიათი ლითონის მრეწველობის ტექნოლოგიური ჯაჭვი დაირღვა და მისი ზოგიერთი ფრაგმენტი წამგებიანი გახდა. შედეგად, რუსი მომხმარებელი იძულებული გახდა დაეკმაყოფილებინა ნიობიუმის საჭიროება წელიწადში 100 ... 200 ტონა ნიობიუმის შენადნობების ექსპორტით (ძირითადად ბრაზილიიდან).

ერთადერთი შემორჩენილი სამთო საწარმო რუსეთში არის OJSC Severnye Rare Metals (ყოფილი Lovozersky GOK) სოფელ ლოვოზეროში, რევდინსკის ოლქი, მურმანსკის ოლქი და მისი სამთო ოპერატორი OJSC Lovozero Mining Company, კარნასურტის და უმბოზეროს მაღაროებში. აქ, ლოვოზეროს იშვიათი მიწა-ნიობიუმ-ტანტალის საბადოზე, უნიკალური მარაგებით (ცუდი Nb205 შემცველობით - მხოლოდ 0,24%), წელიწადში 25 ათას ტონამდე ლოპარიტის კონცენტრატი იყო მოპოვებული ლოპარიტის შემცველი ნეფელინის სიენიტებიდან, რომელიც შეიცავს 6 ... 8% Nb, 0, 5% Ta, 36 ... 38% TR და 38 ... 42% Ti. 10 ათას ტონამდე ლოპარიტის კონცენტრატი მუშავდება სოლიკამსკის მაგნიუმის ქარხანაში OJSC (მთავარი მფლობელია რუსეთის ზრდის ფონდი JV), სადაც ქლორირებით მიიღება ნიობიუმის ჰიდროქსიდი, რომელიც საშუალო პროდუქტია მეტალის ნიობიუმის წარმოებისთვის. ირტიშის ქიმიური და მეტალურგიული ქარხანა უსტ-კამენოგორსკში, ყაზახეთი). დღეისათვის სოლიკამსკის მაგნიუმის ქარხანა ყოველწლიურად აწარმოებს 700 ... 750 ტონა ნიობიუმის ოქსიდს და 70 ... 80 ტონა ტანტალის ოქსიდს, რომლებიც მთლიანად ყოფილია.

პორტი. დანარჩენი 10 ... 12 ათასი. ტლოპარიტის კონცენტრატი ადრე დამუშავებული იყო A5>8Pte1-ში (Sillamae, ესტონეთი) გოგირდმჟავას სქემის მიხედვით მეტალის ნიობიუმამდე და ფერონიობიუმამდე. ამჟამად, 5Pte1-მა უარი თქვა ლოპარიტის ნედლეულის ყიდვაზე და გადავიდა უფრო ტექნოლოგიურად განვითარებულ პიროქლორის კონცენტრატებზე ბრაზილიიდან და ნიგერიიდან. შესაბამისად, დაეცა Sev-redmet-ის მიერ ლოპარიტის კონცენტრატის წარმოებაც (8 ... 10 ათას ტონამდე), რამაც ეს საწარმო გაკოტრების პირას მიიყვანა. 2000 წელს საკუთარი ჰიდრომეტალურგიული წარმოების ორგანიზების მცდელობა ფერონიობიუმის წარმოებით, საჭირო ინვესტიციების არარსებობის გამო (100 მილიონი აშშ დოლარი) წარმატებით არ დაგვირგვინდა. ამჟამად სს Sevredmet-ის მფლობელი არის კომპანია CJSC FTK Company (ფინანსები, ტექნოლოგია, კონსულტაცია) (მოსკოვი), სოლიკამსკის მაგნიუმის ქარხნის თანამფლობელი (14% აქციები), მაგრამ ამ სიტუაციიდან რეალური გამოსავალი არ არსებობს. შეზღუდული მოთხოვნა ლოპარიტის ნედლეულზე. ირტიშის ქიმიური და მეტალურგიული ქარხანა ასევე გაკოტრების პირას იყო და 1996 წლისთვის შეწყვიტა ნიობიუმის პროდუქტების წარმოება, მაგრამ 2000 წელს მისგან გამოეყო KazNiobiy IHMZ LLP-ის ქმედუნარიანი განყოფილება, რომელმაც დაიწყო 60 ... 80-მდე წარმოება. ტონა ლითონის ნიობიუმი წელიწადში, ნედლეულად გამოიყენება სოლიკამსკის ნიობიუმის ჰიდროქსიდი. დსთ-ში ტანტალის სამრეწველო პროდუქციის დამუშავება ხორციელდება OJSC Ulba მეტალურგიულ ქარხანაში NAK Kazatomprom (უსტ-კამენოგორსკი, ყაზახეთის რესპუბლიკა), სადაც იწარმოება ნიობიუმის პროდუქტები - ფხვნილი, ინგოტები, ნაგლინი პროდუქტები.

სხვა რუსულმა საწარმოებმა, რომლებიც ადრე მუშაობდნენ მდიდარ მადნებზე, განავითარეს ისინი XX საუკუნის 90-იან წლებში და საბაზრო ეკონომიკაზე გადასვლისას დახურეს წამგებიანი ინდუსტრიები. ეს არის ვიშნევოგორსკის სამთო ადმინისტრაცია (ჩელიაბინსკის ოლქი), რომელმაც შეიმუშავა ამავე სახელწოდების საბადო, მალიშევსკოე RU (სვერდლოვსკის ოლქი), იშვიათი ლითონის პეგმატიტების სრულიად ამოწურული საბადო ლინდენის მდელოზე, ორლოვსკის გოკ (ჩიტას რაიონი), რომელმაც შეიმუშავა ორლოვსკოეს საბადო და ზაბაიკალსკის სამთო საწარმო (ჩიტას რეგიონი), რომელმაც შეაჩერა ზავიტკოვსკოეს და ეტიკინსკოეს საბადოები. ამ საწარმოების პიროქლორისა და კოლუმბიტ-ტანტალიტის კონცენტრატები მუშავდებოდა კლიუჩევსკის ფეროშენადნობთა ქარხანაში (დვურჩენსკის დასახლება, სისერტსკის ოლქი, სვერდლოვსკის ოლქი), რომელიც მათგან აწარმოებდა ფერონიობიუმის და ნიობიუმის სამაგისტრო შენადნობებს.

რუსეთში იშვიათი ლითონის მრეწველობის გაუმჯობესება მოხდა ნიობიუმის მომხმარებლების - ჩერეპოვეცის მეტალურგების OAO Severstal-ის (ჩერეპოვეც, ვოლოგდას ოლქი) ინიციატივით. ნიობიუმზე საექსპორტო დამოკიდებულების აღმოსაფხვრელად, ამ ჰოლდინგმა მოაწყო სს Stalmag-ის (კრასნოიარსკი) შვილობილი კომპანია თათრული ვერმიკულიტ-ნიობატ-ფოსფორის საბადოდან პიროქლორის კონცენტრატების მოპოვებისთვის ამავე სახელწოდების კარბონატიტის მასივზე.

ჩაეყარა კრასნოიარსკის ტერიტორიის მოტიგინსკის რაიონში | 9 |. 2000 წლის ბოლოს. ამ საბადოზე ამოქმედდა პირველადი გადამამუშავებელი ქარხანა წელიწადში 90 ათას ტონამდე მადნის სიმძლავრით. კლიუჩევსკის ფეროშენადნობთა ქარხანაში მიწოდებული მიღებული კონცენტრატიდან წელიწადში იწარმოება 150: .. 200 ტონა ფერონიობიუმი. მეორე ეტაპის დანერგვით მაღაროს პროდუქტიულობა გაორმაგდება.

2001 წელს ზაბაიკალსკის გოკ-მა (პერვომაისკის დასახლება, შილკინსკის რაიონი, ჩიტას რეგიონი), რომელიც ბოლო წლებში ფლუორიტსა და ოქროს მოპოვებას ახორციელებდა, განაახლა ეტიკინსკის ტანტალ-ნიობიუმ-კალის საბადოს მოპოვება ეტიკინსკის მასივის იშვიათი ლითონის გრანიტებში. ტანტალის საშუალო შემცველობა მადნებში არის 0,031%, ნიობიუმი 0,1%, კალის 0,2%. 2001 წელს ^ მოპოვებული (ლითონის თვალსაზრისით) 40 ტონა ტანტალი, 60 ტონა ნიობიუმი, 100 ტონა კალა. 2005 წლისთვის იგეგმება საწარმოო სიმძლავრის ხუთჯერ გაზრდა. სოფელ პერვომაისკიში Zabaikalsky GOK-ის ბაზაზე მიმდინარეობს ჰიდრომეტალურგიული მაღაზიის მშენებლობა კალიუმის ფტორტანტალატისა და ნიობიუმის პენტოქსიდის წარმოებისთვის. მდებარეობა: Etykinskiy მადნები ასევე შეიძლება მოპოვებული "და ლითიუმის კონცენტრატები საშუალო კლასის N20 მადნები - 0.11%. სახელმწიფო პროგრამის ფარგლებში" ლითიუმის, ბერილიუმის, ტანტალის, კალის, ნიობიუმის მოპოვება, წარმოება და მოხმარება (LIBTON) „ასევე იგეგმება Zabaikalsky GOK-ის მოპოვების განახლება სპოდუმენის პეგმატიტების ზავიტინსკის ლითიუმ-ნიობიუმის საბადოზე.

კარგი პროდუქტები მადნებში Ta205 საშუალო შემცველობით -0,0139% და N> 205 -0,02%.

კომპანია ZAO Alrosa (მირნი, სახა-იაკუტიის რესპუბლიკა), ალმასის ბიზნესის დივერსიფიკაციის პროგრამის ფარგლებში, ამზადებს სამთო პროექტს ბურნის უბნის, ტომტორის ნიობიუმის იშვიათი მიწის საბადოს განვითარებისთვის, უნიკალური მარაგებით და რეზერვებით. მადნის ხარისხი, სახა-იაკუტიის რესპუბლიკის ოლენესკის ულუსში. საბადოს ეს ფრაგმენტი არის თითქმის დრეიფტის ტბის ადგილი, რომელიც წარმოიქმნება ტომტორის კარბონატიტის მასივის ამინდის ქერქის გამორეცხვის შედეგად. Lb205-ის საშუალო შემცველობა აქ არის 6,71%, Y - 0,59%, ST11 - 9,53%. ბერნის უბნის განვითარების პროექტი გეგმავს კლდის მასის დამუშავების საწყის წლიურ მოცულობას 13,73 ათასი მ3 და პიროქლორის კონცენტრატის მოპოვებას, რომელიც შეიცავს 583 ტონა Lb205 და იშვიათი მიწების კონცენტრატს, რომელიც შეიცავს 690 ტ იშვიათი დედამიწის ლითონის ოქსიდებს (V203, CeO2. , La203, Pr6Ou, Ssh203, No. 203, Eu203, 8s203). სამომავლოდ იგეგმება საწარმოო სიმძლავრის გაზრდა 30 ათას მ3 მადნამდე და 2000 ტონამდე პიროქლორის კონცენტრატის წარმოება No205-ით.

მცირე საპილოტე წარმოების ობიექტი არსებობდა ბელოზიმინსკის ნიობიუმ-ფოსფატის საბადოს კვლევის დროს (1984-1986) ტულუნსკის რეგიონში. ირკუტსკის რეგიონი... საბადო წარმონაქმნები წარმოადგენენ კარბონატიტებზე ტერიტორიული ამინდის ქერქს (შეიცავს 0,24% Ni>205), რომელთა მდიდარ ბლოკებში მთავარ და იაგოდნის რაიონებში ML205-ის საშუალო შემცველობა არის შესაბამისად 1,06 და 1,39%. თუმცა, ჯვარედინი

ნახატი. ნიობიუმის განლაგება. დეპოზიტები და კომპანიები, რომლებიც მოიპოვებენ და ამუშავებენ ნიობიუმს.

1) ნიობიუმის საბადოები ■ 2) ნიობიუმის მომპოვებელი კომპანიების ჰოლდინგი; 3 ~ 5) მაღაროები: 3) მოქმედი, 4) წარმოებაში გაშვება, 5) დახურული ან გაჩერებული; 6) გადამამუშავებელი საწარმოები

Nb205-ის მოპოვება ამ ექსპერიმენტებში არ აღემატებოდა 30%-ს. ფოსფატის (აპატიტი + ფრანკოლიტის) კონცენტრატი შეიძლება მიღებულ იქნას ბელოზიმინის საბადოებიდან, Р205 საწყისი შემცველობით 11,25%.

2000 წელს ლიკვიდირებული ორლოვსკის გოკ-ის საფუძველზე ჩამოყალიბდა ახალი საწარმო OJSC Novo-Orlovsky GOK (ნოვოორლოვსკის დასახლება, აგინსკის ოლქი, ჩიტას რაიონი), საპილოტე გასახდელი ქარხანა No1 და ტანტალის განყოფილება გასახდელი ქარხანა No2. აღდგა.კომპლექსი) ორლოვსკის გოკ-ის ვოლფრამის წარმოების, რომელიც შეიცავს 5190 ტონა W, 550 ტონა Nb და 440 ტონა Ta. ტანტალისა და ნიობიუმის სავარაუდო გამომუშავება არის 10 ... 20 ტონამდე წელიწადში.

კლიუჩევსკის ფეროშენადნობთა ქარხანაში ტანტალისა და ნიობიუმის მოპოვების მიზნით, კალის დნობის წიდები პერიოდულად მუშავდება ნოვოსიბირსკის კალის ქარხანაში OJSC. წლიური გაყიდვების თვალსაზრისით, ნოვოსიბირსკის კალის ქარხნის ნედლეულიდან ნიობიუმის და ტანტალის გამომუშავება პირველ ტონას არ აღემატებოდა.

უნდა აღინიშნოს სხვა ნიობიუმის და ტანტალი-ნიობიუმის საბადოები რუსეთში:

ბოლშეტაგნინის ფოსფორ-ნიობიუმის საბადო, რომელიც მდებარეობს ბელო-ზიმინსკის საბადოს დასავლეთით 12 კმ-ში (ირკუტსკის ოლქი) და შემოიფარგლება ამავე სახელწოდების კარბონატიტის მასივის კალციტ-მიკროკლინის კარბონატით. Nb205-ის საშუალო შემცველობა მადნებში არის 1,02%.

სრედნეზიმინსკოეს დაზიანება-ნიობიუმ-ფოსფორის საბადო, რომელიც მდებარეობს ბელო-ზიმინსკის საბადოს სამხრეთით 18 კმ-ში (ირკუტსკის რეგიონი) და შემოიფარგლება კალციტ-მიკროკლინის კარბონატით. Nb205-ის საშუალო შემცველობა მადნებში არის 0,10 ... 0,18%, ურანი 0,02%-მდე, ფოსფორი - 2,5 ... 3,5%. საბადო პრობლემურია, პირველ რიგში, სასარგებლო კომპონენტების დაბალი კონცენტრაციისა და მადნების მაღალი რადიოაქტიურობის გამო.

ვუორიარვინსკის ნიობიუმის საბადოს ნესკე-ვარას ადგილი მდებარეობს მურმანსკის ოლქის კანდალაკშინსკის რაიონში. ეს არის დიდი

აპატიტ-მაგნიტიტის შემადგენლობის საბადო ბლოკი ბადდელიტისა და პიროქლორის გაჟღენთვით. უბნის მადნებში Nb2O-ების საშუალო შემცველობა 0,53%, Ta205 - 0,017%. საბადო მდებარეობს მოქმედი საწარმო OJSC Kovdorsky GOK-ის სიახლოვეს, რომელიც ამოიღებს რკინის მადნებს აპატიტის და ბადცელეიტის (Zr- და TR- შემცველი) კონცენტრატების ასოცირებული წარმოებით. საბადო არის არაღრმა - მხოლოდ 6,2 ათასი ტონა Nb205 და 200 ტონა Ta205, მაგრამ ეს მადნები ჯდება Kovdors GOK-ის ტექნოლოგიურ ჯაჭვში და ამ ობიექტის ექსპლუატაციაში მარტივად მოყვანა შეიძლება.

ულუგ-ტანზოკსკის ნიობიუმის იშვიათი მიწის საბადო (ტივას რესპუბლიკა) არის მინერალიზებული ზონა მადნის შემცველი (პიროქლორი, კოლუმბიტ-ტანტალიტი, ცირკონი, ლითიუმი, ბერილიუმი და იშვიათი დედამიწის მინერალები) კვარც-ალბიტ-მიკროკლინის მეტასომატიტები. საბადო შეფასებული იყო XX საუკუნის 90-იან წლებში და შეუსწავლელი დარჩა. შინაარსი No205 -0.2%, Ta205 - 0.0155%, BTI - 0.063% (yt-triium ელემენტების პროპორცია 30 ... 40%), 1l20 - 0.086.1xOr - 0.4%. მადნის გამდიდრების ტექნოლოგიური სქემა ითვალისწინებს No.>, Ta, bg, Shch.

TI (Y) და, და, YL.

კატუგინსკის იტრიუმ-ნიობიუმ-ცირკონიუმის საბადო მადნის შემცველი ტუტე (კვარც-ალბიტი-მიკროკლინი) მეტაზომატიტების საბადო მდებარეობს ჩიტას რეგიონის ჩრდილოეთით, ნოვაია ჩარას სადგურიდან 140 კმ-ში ბაიკალ-ამურის მთავარ ხაზზე. Ni>205-ის საშუალო შემცველობა მადნებში არის 0,31, Ta205 0,019%, 8ТYa 0,25% (იტრიუმის ელემენტების პროპორცია 40 ... 50%), g02 1,38%. ამ სფეროს განვითარების საინვესტიციო პროექტს ამუშავებს Zabaikalsky GOK.

გორნოოზერსკოეს ნიობიუმის საბადო მდებარეობს სახა-იაკუტიის რესპუბლიკის უსტ-მაისკის ულუსში და შემოიფარგლება ამავე სახელწოდების ნახშირბად-ტიტის მასივში. საბადო შესწავლილია მხოლოდ ზედაპირიდან, მისი შეფასება ძალიან ცუდია. პიროქლორის მინერალიზაცია შემოიფარგლება მაგნიუმის კარბონატიტების ხაზოვანი ზონებით. საშუალო შინაარსი #> 205 შეზღუდული რაოდენობის ნიმუშებისთვის არის 0.25%. დეპოზიტმა ასევე გამოავლინა პიროქლორის ტბის ადგილი, რომელიც დაუფასებელი დარჩა. ტომტორის საბადოს ანალოგიით, ის შეიძლება საკმაოდ მდიდარი იყოს.

ვიშნიაკოვსკოეს ტანტალის საბადო მდებარეობს ირკუტსკის ოლქში, ტაიშეთის სადგურიდან 110 კმ-ში და უკავშირდება მას გზის საშუალებით. 40 მ-მდე სისქის იშვიათი ლითონის პეგმატიტების ვენური სხეულები შეიცავს ტანტალიტს, ბერილიუმს და ლიპედოლიტის (ლითიუმის) მინერალიზაციას. Ta205-ის საშუალო შემცველობაა 0,0198%, ხოლო რიაბინოვის არეალის ცალკეული ვენებისთვის - 0,023 ... 0,03%. ლითიუმის შესაძლო ასოცირებული ექსტრაქცია საშუალო შემცველობით 1ლ20 -0,086%, ასევე ბერილიუმის. №> 205-ის შემცველობა არ არის მაღალი - 0,02%, მაგრამ ტანტალის ნედლეულის მოპოვებისას ნიობიუმი უკვე მოიპოვება როგორც სუბპროდუქტი. საბადო საჭიროებს დამატებით კვლევას.

ზოგადად, ნიობიუმის ნედლეულის მოპოვების ოპერაციული სიმძლავრე უკვე აკმაყოფილებს რუსი მეტალურგების მოთხოვნილებებს ნიობიუმის შენადნობის დანამატებში (200 ... 250 ტონა წელიწადში), და თუნდაც ძირითადი მილების პროდუქტებზე მოთხოვნის ზრდის გათვალისწინებით. მილსადენებს, მხოლოდ Stalmag-ისა და Zabaikalsky GOK-ის სიმძლავრეების დაგეგმილი განვითარება შეუძლია გადააჭარბოს.

დაფარავს მოთხოვნის ახალ მოცულობას 2005 წლამდე (600 ... 800 ტონამდე).

Sevredmet-ისა და Solikamsk-ის რკინისა და ფოლადის საწარმოების პრობლემებს უნდა მოგვარდეს მათი მფლობელები (FTK Company და რუსეთის ზრდის ფონდი), როგორც ნიობიუმის იშვიათი ნიადაგის რთული ნედლეულის გადამუშავების ერთიანი ტექნოლოგიის შექმნის ნაწილი, საბოლოო გაყიდვადი პროდუქტების მისაღებად (ინდივიდუალური). იშვიათი დედამიწის ლითონები და მათი ოქსიდები, ფერონიობიუმი, მეტალის ნიობიუმი და ტანტალი) და საკმარისი სიმძლავრეების შექმნა 22 ... 25 ათასი ტონა ლოპარიტის კონცენტრატის წლიური გადამუშავებისთვის. ამ ჰოლდინგს შეუძლია წელიწადში 1000 ტონამდე ნიობიუმის და 100 ტონამდე ტანტალის პროდუქციის წარმოება. ... : ■.

რეკონსტრუირებული Sevredmet-ისა და ახალი Ap-Rosy სამთო საწარმოს პროდუქციის გაყიდვა Tomtor-ის საბადოზე უკვე მოითხოვს რუსეთის ბაზრის მიღმა გასვლას. მსოფლიო ბაზარზე შესვლა შეზღუდულია ნიობიუმის პროდუქტების მსოფლიო მონოპოლიის - ბრაზილიური კომპანია SVMM-ის პოლიტიკით. ნიობიუმის ნედლეულის წარმოებისა და გადამუშავების ყველაზე დაბალი ღირებულებით, მას შეუძლია გააკონტროლოს მსოფლიო ფასების დონე, თავიდან აიცილოს სერიოზული კონკურენტების გაჩენა. ჭარბი ნიობიუმის პროდუქტების რუსი მწარმოებლები ყურადღებას ამახვილებენ დსთ-ს ქვეყნების (უკრაინა, ყაზახეთი) მეტალურგიის სოლიდარულ ბაზარზე და ჩინეთში მეტალურგიის მზარდი მოხმარების ბაზარზე. გარდა მეტალურგიის სექტორისა, აუცილებელია სერიოზულად შევისწავლოთ მსოფლიო ენერგოდამზოგავი ტექნოლოგიების განვითარების ტენდენციები მომდევნო 20 წლის განმავლობაში, რომელიც დაფუძნებულია ნიობიუმის შენადნობებზე დაფუძნებულ ზეგამტარ ელექტროგადამცემ სისტემებზე, რომელთა წარმოებას დასჭირდება 5 ათას ტონამდე. წელიწადი.

კლიუჩევსკის ფეროშენადნობთა ქარხნის არსებული საწარმოო სიმძლავრე საკმარისია გასაყიდად

ბიბლიოგრაფია

1. Elyutin A.V., Chistov LB, Epshtein E.M. განვითარების პრობლემები მინერალური რესურსების ბაზანიობიუმი // რუსეთის მინერალური რესურსები. ეკონომიკა და მენეჯმენტი

"სიზარმაცე. - 1999. - No 3. - S. 22-29.

2. Kudrin B.C., Kushparenko Yu..S., Petrova N.V. და სხვ. "მინერალური ნედლეული. ნიობიუმი და ტანტალი. სახელმძღვანელო.

M .: Geoinformmark, 1998 .-- 63 გვ.

3. მსოფლიოს მინერალური რესურსები 2001 წლის დასაწყისში. -მ .: აეროგეოლოგია, 2002 წ.-- T. 2.- 476გვ.

4. მინერალური საქონლის რეზიუმეები "2003. - Pittsburgh, PA (USA): USGS, 2003. - 196 p."!

5. ნიობიუმი. მინერალების წლიური მიმოხილვა 2001. - Pittsburgh, PA (USA): USGS, 2002. - P. 21.1-28.14.

6. ლითონის ფასები შეერთებულ შტატებში 1998 წლამდე. -Pittsburgh, PA (აშშ): USGS; 1998 .-- 179 გვ.

8. Zhevelyuk I. "ნადირობა" მოძრავ "ქონებაზე // Nord-West-Courier. - No41 (54): - 21-27 ნოემბერი, 2002 წ.

წელიწადში 1500 ტონა ფერონიობიუმის, 1000 ტონა N¿-N5 შენადნობის და 500 ტონა Cr-N-M-მასტერ შენადნობის წარმოება. ამრიგად, Stalmag-ის, Zabaikalsky-ის და Novo-Orlovsky GOK-ების მიერ შემოთავაზებული პიროქლორის პროდუქტების გადამუშავებისთვის შემოთავაზებული მოცულობები, ისევე როგორც ტომტორის საბადოდან მიწოდება დაგეგმილი, შეიძლება მიღებულ იქნეს ამ საწარმოს გადანაწილებისთვის. კომერციული ლითონის პროდუქტების წარმოებისთვის ნიობიუმის და ტანტალისგან რუსული კომპანიებიშეგიძლიათ გამოიყენოთ გადახდის სქემები ყაზახურ კომპანიებთან KazNiobiy - ირტიშის ქიმიური და მეტალურგიული ქარხანა და ულბას მეტალურგიული ქარხანა სამუშაოდ. სუპერგამტარი მასალების კონიუნქტურის გაუმჯობესების შემთხვევაში, რუსეთის ტერიტორიაზე ნიობიუმის ნაგლინი პროდუქტების წარმოების ორგანიზების ვარიანტიც რეალისტურია. ასეთი წარმოება ადრე არსებობდა GIREDMED-ის ექსპერიმენტულ ქიმიურ და მეტალურგიულ ქარხანაში (პოდოლსკი, მოსკოვის ოლქი) და ცეცხლგამძლე ლითონებისა და მყარი შენადნობების ექსპერიმენტულ ქარხანაში (მოსკოვი).

ნიობიუმის პროდუქტების მოპოვებისა და წარმოებისთვის ახალი ინდუსტრიების შექმნა ასევე შესაძლებელია მათი ასოცირებული მოპოვების ფარგლებში სხვა მინერალების საბადოების განვითარების დროს - მაგალითად, კატუგინსკის იტრიუმი-იშვიათი მიწა-ცირკონიუმი, ვიშნიაკოვსკის ტანტალი, ზავიტინსკის ლითიუმი და ა. ნიობიუმი, რომელიც სერიოზულად ვერ იმოქმედებს ბაზარზე მის მოთხოვნაზე.

შორეული რეზერვის საბადოების განვითარება (ულუგ-ტანზეკსკი ტივას რესპუბლიკაში და გუსინოოზერსკი სახა-იაკუტიის რესპუბლიკაში) ნიობიუმის ნედლეულის ჭარბი მიწოდების პირობებში, უფრო ქმედუნარიანი კომპანიების მიერ, რომლებიც მუშაობენ მდიდარ და ადვილად მოსამზადებელზე. საბადოები ძნელად მიზანშეწონილია.

9. Semenenko Y. რუსული ნიობიუმი. პირველი მერცხალი ციმბირიდან // Prirodo-resourcenye vedomosti. - 2001 წლის 31 აგვისტო, http://gazeta.priroda.ru.

10. საიტები Yu.G., Kharitonov Yu.F., Shevchuk G.A. ჩიტას რაიონის მინერალური რესურსების ბაზა. კვლევისა და განვითარების პერსპექტივები: ნაწილი 2 // რუსეთის მინერალური რესურსები. ეკონომიკა და მენეჯმენტი. - 2002. -№ 5. - S. 8-20.

11. თემნოვი ა.ბ. ტომტორის საბადოს ულტრა მდიდარი იშვიათი ლითონის მადნების მოპოვების გეოლოგიური და ტექნიკური პრობლემები // ათასწლეულის მიჯნაზე ამინდის ქერქების ბუნებრივი და ტექნოგენური პლაცერები და საბადოები. რეფერატები. ანგარიში XII Int. კონფერენცია ". - M .: IGEM RAN, 2000. - S! 345-347.

12. ეპშტეინ ე.მ., უსოვა ტ.იუ., დანილჩენკო ნ.ა. და სხვ. რუსეთის ნიობიუმი: მდგომარეობა, მინერალური რესურსების ბაზის განვითარებისა და განვითარების პერსპექტივები // მინერალური ნედლეული. გეოლოგიური და ეკონომიკური სერია, No 8. - M .: VIMS, 2000. - 103 გვ.

13. Kudrin B.C., Rozhanets A.B., Chistov L.B. და სხვები რუსეთის ტანტალი: მდგომარეობა, მინერალური რესურსების ბაზის განვითარებისა და განვითარების პერსპექტივები // მინერალური ნედლეული *. გეოლოგიური და ეკონომიკური სერია, No 4. - M .: VIMS, 1999.-90 გვ.

ნიობიუმის ფიზიკური თვისებები

ნიობიუმი არის მბზინავი ვერცხლისფერი ნაცრისფერი ლითონი.

ელემენტარული ნიობიუმი არის უკიდურესად ცეცხლგამძლე (2468 ° C) და მაღალი დუღილის (4927 ° C) ლითონი, რომელიც ძალიან მდგრადია მრავალ კოროზიულ გარემოში. ყველა მჟავა, გარდა ჰიდროფთორმჟავისა, არ მოქმედებს მასზე. ჟანგვის მჟავები „აქცევს“ ნიობიუმს, ფარავს მას დამცავი ოქსიდის ფირით (No. 205). მაგრამ მაღალ ტემპერატურაზე, ნიობიუმის რეაქტიულობა იზრდება. თუ 150 ... 200 ° C ტემპერატურაზე ლითონის მხოლოდ მცირე ზედაპირის ფენა იჟანგება, მაშინ 900 ... 1200 ° C ტემპერატურაზე ოქსიდის ფირის სისქე მნიშვნელოვნად იზრდება.

ნიობიუმის კრისტალური ბადე არის სხეულზე ორიენტირებული კუბური პარამეტრით a = 3.294A.

სუფთა ლითონი არის მოქნილი და შეიძლება დაიბრუნოს თხელ ფურცლად (0,01 მმ სისქემდე) ცივ მდგომარეობაში შუალედური ადუღების გარეშე.

შესაძლებელია აღინიშნოს ნიობიუმის ისეთი თვისებები, როგორიცაა მაღალი დნობის და დუღილის წერტილი, ელექტრონების დაბალი სამუშაო ფუნქცია სხვა ცეცხლგამძლე ლითონებთან - ვოლფრამი და მოლიბდენი. ეს უკანასკნელი თვისება ახასიათებს ელექტრონის ემისიის უნარს (ელექტრონების ემისია), რომელიც გამოიყენება ვაკუუმ ტექნოლოგიაში ნიობიუმის გამოსაყენებლად. ნიობიუმს ასევე აქვს მაღალი ზეგამტარობის გარდამავალი ტემპერატურა.

სიმკვრივე 8,57 გ/სმ3 (20 °C); tm 2500 ° C; ადუღება 4927 ° C; ორთქლის წნევა (მმ Hg-ში; 1 მმ Hg = 133.3 N / m2) 1 10-5 (2194 ° C), 1 10-4 (2355 ° C), 6 10- 4 (tm), 1 · 10-3 (2539 ° C).

გარემოს ტემპერატურაზე ნიობიუმი ჰაერში სტაბილურია. ჟანგვის დაწყება (დამქრალი ფირები) შეინიშნება, როდესაც ლითონი თბება 200 - 300 ° C-მდე. 500 °-ზე ზემოთ, სწრაფი დაჟანგვა ხდება Nb2O5 ოქსიდის წარმოქმნით.

თერმული კონდუქტომეტრული W / (m · K) 0 ° C და 600 ° C, შესაბამისად 51,4 და 56,2, იგივე cal / (სმ · წმ · ° C) 0,125 და 0,156. სპეციფიკური მოცულობითი ელექტრული წინააღმდეგობა 0 ° C 15,22 · 10-8 ohm · m (15,22 · 10-6 ohm · სმ). ზეგამტარის გარდამავალი ტემპერატურაა 9,25 კ. ნიობიუმი პარამაგნიტურია. ელექტრონების მუშაობის ფუნქციაა 4,01 ევ.

სუფთა ნიობიუმი ადვილად ექვემდებარება ზეწოლას სიცივეში და ინარჩუნებს დამაკმაყოფილებელ მექანიკურ თვისებებს მაღალ ტემპერატურაზე. მისი საბოლოო სიძლიერე 20 და 800 ° C, შესაბამისად, არის 342 და 312 MN / m2, იგივე kgf / mm234.2 და 31.2; დრეკადობა 20 და 800 ° C, შესაბამისად, 19.2 და 20.7%. სუფთა ნიობიუმის ბრინელის სიმტკიცე არის 450, ტექნიკური სიმტკიცე 750-1800 მნ/მ2. ზოგიერთი ელემენტის მინარევები, განსაკუთრებით წყალბადი, აზოტი, ნახშირბადი და ჟანგბადი, მნიშვნელოვნად აზიანებს ელასტიურობას და ზრდის ნიობიუმის სიმტკიცეს.

ნიობიუმის ქიმიური თვისებები

ნიობიუმი განსაკუთრებით ფასდება არაორგანული და ორგანული ნივთიერებებისადმი გამძლეობით.

განსხვავებაა დაფხვნილი და დაფქული ლითონის ქიმიურ ქცევაში. ეს უკანასკნელი უფრო სტაბილურია. ლითონები არ მოქმედებენ მასზე, თუნდაც გაცხელდეს მაღალ ტემპერატურაზე. თხევადი ტუტე ლითონები და მათი შენადნობები, ბისმუტი, ტყვია, ვერცხლისწყალი, კალა შეიძლება იყოს ნიობიუმთან დიდი ხნის განმავლობაში მისი თვისებების შეცვლის გარეშე. ისეთ ძლიერ ოქსიდანტებსაც კი, როგორიცაა პერქლორინის მჟავა, "aqua regia", რომ აღარაფერი ვთქვათ აზოტის, გოგირდის, მარილმჟავას და ყველა სხვაზე, არაფრის გაკეთება არ შეუძლია. ტუტე ხსნარებს ასევე არ აქვთ გავლენა ნიობიუმზე.

თუმცა, არსებობს სამი რეაგენტი, რომელსაც შეუძლია ლითონის ნიობიუმის გარდაქმნა ქიმიურ ნაერთებად. ერთ-ერთი მათგანია ტუტე ლითონის მდნარი ჰიდროქსიდი:

4Nb + 4NaOH + 5О2 = 4NaNbO3 + 2H2О

დანარჩენი ორი არის ჰიდროფთორმჟავა (HF) ან მისი ნარევი აზოტმჟავასთან (HF + HNO). ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ფტორის კომპლექსები, რომელთა შემადგენლობა დიდწილად დამოკიდებულია რეაქციის პირობებზე. ელემენტი ნებისმიერ შემთხვევაში შედის 2- ან 2- ტიპის ანიონში.

თუ ავიღებთ ფხვნილ ნიობიუმს, მაშინ ის გარკვეულწილად უფრო აქტიურია. მაგალითად, გამდნარ ნატრიუმის ნიტრატში ის კი აალდება და ოქსიდად იქცევა. კომპაქტური ნიობიუმი იწყებს დაჟანგვას 200 ° C-ზე ზემოთ გაცხელებისას და ფხვნილი დაფარულია ოქსიდის ფენით უკვე 150 ° C ტემპერატურაზე. ამავდროულად, ამ ლითონის ერთ-ერთი შესანიშნავი თვისება ვლინდება - ის ინარჩუნებს პლასტიურობას.

ნახერხის სახით 900°C-ზე ზევით გაცხელებისას ის მთლიანად იწვება Nb2O5-მდე. ენერგიულად იწვის ქლორის ნაკადში:

2Nb + 5Cl2 = 2NbCl5

გაცხელებისას რეაგირებს გოგირდთან. ძნელია შენადნობი მეტალების უმეტესობასთან. არსებობს, ალბათ, მხოლოდ ორი გამონაკლისი: რკინა, რომლითაც წარმოიქმნება სხვადასხვა თანაფარდობის მყარი ხსნარები და ალუმინი, რომელსაც აქვს ნაერთი Al2Nb ნიობიუმთან.

ნიობიუმის რა თვისებები ეხმარება მას გაუძლოს ყველაზე ძლიერი მჟავების - ჟანგვის აგენტების მოქმედებას? გამოდის, რომ ეს ეხება არა ლითონის თვისებებს, არამედ მისი ოქსიდების მახასიათებლებს. ჟანგვის აგენტებთან კონტაქტის დროს ლითონის ზედაპირზე ჩნდება ოქსიდების ძალიან თხელი (და შესაბამისად უხილავი), მაგრამ ძალიან მკვრივი ფენა. ეს ფენა ხდება გადაულახავი დაბრკოლება ჟანგვის აგენტის გზაზე სუფთა ლითონის ზედაპირზე. მხოლოდ ზოგიერთ ქიმიურ რეაგენტს, კერძოდ ფტორის ანიონს შეუძლია შეაღწიოს მასში. ამიტომ, არსებითად ლითონი იჟანგება, მაგრამ პრაქტიკულად არ შეინიშნება დაჟანგვის შედეგები თხელი დამცავი ფილმის არსებობის გამო. პასიურობა განზავებული გოგირდმჟავას მიმართ გამოიყენება ალტერნატიული დენის გამსწორებლის შესაქმნელად. იგი მოწყობილია მარტივად: პლატინის და ნიობიუმის ფირფიტები ჩაეფლო 0,05 მ გოგირდმჟავას ხსნარში. პასივირებულ მდგომარეობაში მყოფ ნიობიუმს შეუძლია გაატაროს დენი, თუ ეს არის უარყოფითი ელექტროდი - კათოდი, ანუ ელექტრონებს შეუძლიათ ოქსიდის შრეში გავლა მხოლოდ ლითონის მხრიდან. ხსნარიდან ელექტრონების გზა დახურულია. მაშასადამე, როდესაც ასეთ მოწყობილობაში ალტერნატიული დენი გადის, მაშინ გადის მხოლოდ ერთი ფაზა, რომლისთვისაც პლატინი არის ანოდი, ხოლო ნიობიუმი არის კათოდი.

ნიობიუმის მეტალის ჰალოგენი

ქიმიური ელემენტი, სახელად უძველესი ნიობა - ქალი, რომელმაც გაბედა ღმერთების სიცილი და ეს გადაიხადა შვილების სიკვდილით. ნიობიუმი განასახიერებს კაცობრიობის გადასვლას ინდუსტრიულიდან ციფრულ წარმოებაზე; ორთქლის ლოკომოტივებიდან სატრანსპორტო საშუალებების გაშვებამდე; ნახშირზე მომუშავე ელექტროსადგურებიდან ატომურ ენერგიამდე. მსოფლიოში ნიობიუმის ფასი გრამზე საკმაოდ მაღალია, ისევე როგორც მასზე მოთხოვნა. მეცნიერების უახლესი მიღწევების უმეტესობა მჭიდრო კავშირშია ამ ლითონის გამოყენებასთან.

ნიობიუმის ფასი გრამზე

ვინაიდან ნიობიუმის ძირითადი გამოყენება დაკავშირებულია ბირთვულ და კოსმოსურ პროგრამებთან, ის მიეკუთვნება სტრატეგიული მასალების ჯგუფს. გადამუშავება ფინანსურად ბევრად მომგებიანია, ვიდრე ახალი მადნების დამუშავება და მოპოვება, რაც ნიობიუმს მოითხოვს მეტალის მეორად ბაზარზე.

მისთვის ფასის ღირებულება განისაზღვრება რამდენიმე ფაქტორით:

  • ლითონის სისუფთავე. რაც უფრო მეტია უცხოური ნივთიერება, მით უფრო დაბალია ფასი.
  • მიწოდების ფორმა.
  • მიწოდების ფარგლები. ლითონის ფასების პირდაპირპროპორციულია.
  • ჯართის შეგროვების ადგილის მდებარეობა. თითოეულ რეგიონს აქვს განსხვავებული საჭიროება ნიობიუმზე და, შესაბამისად, მისი ფასი.
  • იშვიათი ლითონების არსებობა. შენადნობები, რომლებიც შეიცავს ელემენტებს, როგორიცაა ტანტალი, ვოლფრამი, მოლიბდენი, უფრო მაღალი ფასია.
  • კოტირების ღირებულება მსოფლიო ბირჟებზე. ეს არის ის მნიშვნელობები, რომლებიც ძირითადია ფასის დადგენისას.

ფასების მიმოხილვა მოსკოვში:

  • ნიობიუმი NB-2. ფასი მერყეობს 420-450 რუბლს შორის. კგ-ზე.
  • ნიობიუმის ნაჭრები. 500-510 რუბლი კგ-ზე.
  • ნიობიუმის სათაო ოფისი НБШ00. განსხვავდება გაზრდილი ფასებით მინარევების უმნიშვნელო შემცველობის გამო. 490-500 რუბლი კგ-ზე.
  • ნიობიუმის თავი NBSh-0. 450-460 რუბლი კგ-ზე.
  • ნიობიუმი NB-1 ღეროს სახით. ფასი 450-480 რუბლია. კგ-ზე.

მიუხედავად მაღალი ღირებულებისა, მსოფლიოში ნიობიუმზე მოთხოვნა კვლავ იზრდება. ეს გამოწვეულია მისი გამოყენების უზარმაზარი პოტენციალით და ლითონის ნაკლებობით. დედამიწაზე 10 ტონაზე მხოლოდ 18 გრამი ნიობიუმია.

სამეცნიერო საზოგადოება აგრძელებს მუშაობას ასეთი ძვირადღირებული მასალის შემცვლელის პოვნასა და განვითარებაზე. Მაგრამ ჯერჯერობით კონკრეტული შედეგიამ არ მიიღო. ეს ნიშნავს, რომ ნიობიუმის ფასების ვარდნა უახლოეს მომავალში არ არის მოსალოდნელი.

ფასის დასარეგულირებლად და ბრუნვის მაჩვენებლის გასაზრდელად ნიობიუმის პროდუქტებზე გათვალისწინებულია შემდეგი კატეგორიები:

  • ნიობიუმის ინგოტები. მათი ზომა და წონა სტანდარტიზებულია GOST 16099-70-ით. ლითონის სისუფთავიდან გამომდინარე, ისინი იყოფა 3 კლასად: ნიობიუმი NB-1, ნიობიუმი NB-2 და, შესაბამისად, ნიობიუმი NB-3.
  • ნიობიუმის ჯოხი. განსხვავდება მინარევების უფრო მაღალი პროცენტით.
  • ნიობიუმის ფოლგა. დამზადებულია 0,01 მმ-მდე სისქით.
  • ნიობიუმის ბარი. TU 48-4-241-73-ის მიხედვით მას მიეწოდება ბრენდები NBP1 და NBP2.

ნიობიუმის ფიზიკური თვისებები

ლითონი ნაცრისფერია თეთრი ელფერით. ეხება ცეცხლგამძლე შენადნობების ჯგუფს. დნობის წერტილი არის 2500 ºС. დუღილის წერტილი არის 4927 ºС. განსხვავდება სითბოს წინააღმდეგობის გაზრდილი მნიშვნელობით. არ კარგავს თავის თვისებებს 900 ºС-ზე ზემოთ სამუშაო ტემპერატურაზე.

მექანიკური თვისებებიც მაღალ დონეზეა. სიმკვრივეა 8570 კგ/მ3 ფოლადის მსგავსი მაჩვენებლით 7850 კგ/მ3. მდგრადია როგორც დინამიური, ასევე ციკლური დატვირთვის დროს მუშაობისთვის. ჭიმვის სიმტკიცე - 34,2 კგ/მმ2. ფლობს მაღალ პლასტიურობას. ფარდობითი დრეკადობის კოეფიციენტი მერყეობს 19-21%-ის ფარგლებში, რაც შესაძლებელს ხდის მისგან მივიღოთ ლითონის ფურცელი ნიობიუმი 0,1 მმ-მდე სისქით.

სიმტკიცე უკავშირდება ლითონის სისუფთავეს მავნე მინარევებისაგან და იზრდება მათი შემადგენლობის მატებასთან ერთად. სუფთა ნიობიუმს აქვს 450 ბრინელის სიხისტის ერთეული.

ნიობიუმი კარგად მუშაობს წნევის ქვეშ -30 ºС ტემპერატურაზე და ცუდად ჭრის დროს.

თბოგამტარობა მნიშვნელოვნად არ იცვლება ტემპერატურის დიდი რყევებით. მაგალითად, 20 ºС-ზე არის 51,4 W / (m K), ხოლო 620 C-ზე ის იზრდება მხოლოდ 4 ერთეულით. ნიობიუმი ელექტრული გამტარობისთვის კონკურენციას უწევს ისეთ ელემენტებს, როგორიცაა სპილენძი და ალუმინი. ელექტრული წინაღობა - 153,2 nΩ მ განეკუთვნება ზეგამტარ მასალების კატეგორიას. ტემპერატურა, რომლის დროსაც შენადნობი გადადის ზეგამტარ რეჟიმში არის 9,171 კ.

უკიდურესად მჟავა რეზისტენტული. ისეთი ჩვეულებრივი მჟავები, როგორიცაა გოგირდის, ჰიდროქლორინის, ფოსფორის, აზოტის, არანაირად არ მოქმედებს მის ქიმიურ სტრუქტურაზე.

250 ºС-ზე ზემოთ ტემპერატურაზე, ნიობიუმი იწყებს აქტიურ ჟანგბადს ჟანგბადთან ერთად, ასევე შედის ქიმიურ რეაქციებში წყალბადისა და აზოტის მოლეკულებთან. ეს პროცესები ზრდის ლითონის მტვრევადობას, რითაც ამცირებს მის სიმტკიცეს.

  • არ ვრცელდება ალერგენულ მასალებზე. ადამიანის ორგანიზმში შეყვანილი არ იწვევს ორგანიზმის უარყოფის რეაქციას.
  • ეს არის შედუღების პირველი ჯგუფის ლითონი. შედუღება მჭიდროა და არ საჭიროებს მოსამზადებელ ოპერაციებს. ბზარი რეზისტენტული.

შენადნობების ჯიშები

ამაღლებულ ტემპერატურაზე მექანიკური თვისებების მნიშვნელობის მიხედვით, ნიობიუმის შენადნობები იყოფა:

  1. დაბალი სიძლიერე. მუშაობს 1100-1150 ºС ფარგლებში. მათ აქვთ შენადნობი ელემენტების მარტივი ნაკრები. ეს ძირითადად მოიცავს ცირკონიუმს, ტიტანს, ტანტალის, ვანადიუმს, ჰაფნიუმს. სიძლიერე არის 18-24 კგ / მმ2. კრიტიკული ტემპერატურის ზღურბლის გავლის შემდეგ მკვეთრად ეცემა და სუფთა ნიობიუმის მსგავსი ხდება. მთავარი უპირატესობა არის მაღალი პლასტმასის თვისებები 30 ºС ტემპერატურაზე და კარგი წნევით მუშაობისუნარიანობა.
  2. საშუალო სიძლიერე. მათი სამუშაო ტემპერატურა 1200-1250 ºС ფარგლებშია. ზემოაღნიშნული შენადნობის ელემენტების გარდა, ისინი შეიცავს ვოლფრამის, მოლიბდენის, ტანტალის მინარევებს. ამ დანამატების მთავარი მიზანია ტემპერატურის მატებასთან ერთად მექანიკური თვისებების შენარჩუნება. მათ აქვთ ზომიერი პლასტიურობა და კარგად მუშაობენ წნევით. შენადნობის ნათელი მაგალითია ნიობიუმი 5VMT.
  3. მაღალი სიმტკიცის შენადნობები. ისინი გამოიყენება 1300 ºС ტემპერატურამდე. 1500 ºС-მდე ხანმოკლე ექსპოზიციით. ისინი განსხვავდებიან უფრო მაღალი სირთულის ქიმიური შემადგენლობით. ისინი შედგება 25% დანამატებისგან, რომელთა ძირითადი წილი ვოლფრამი და მოლიბდენია. ამ შენადნობების ზოგიერთი ტიპი გამოირჩევა ნახშირბადის მაღალი შემცველობით, რაც დადებითად მოქმედებს მათი სითბოს წინააღმდეგობის ღირებულებაზე. მაღალი სიმტკიცის ნიობიუმის მთავარი მინუსი არის მისი დაბალი გამტარიანობა, რაც ართულებს ტექნოლოგიური დამუშავების განხორციელებას. და, შესაბამისად, ნახევრად მზა პროდუქციის წარმოება.

გასათვალისწინებელია, რომ ზემოთ ჩამოთვლილი კატეგორიები პირობითია და მხოლოდ ზოგად წარმოდგენას იძლევა ამა თუ იმ შენადნობის გამოყენების მეთოდის შესახებ.

ასევე უნდა აღინიშნოს ისეთი ნაერთები, როგორიცაა ფერონიობიუმი და ნიობიუმის ოქსიდი.

ფერონიობიუმი არის ნიობიუმის ნაერთი რკინასთან, სადაც ამ უკანასკნელის შემცველობა 50%-ის დონეზეა. ძირითადი ელემენტების გარდა, მასში შედის ტიტანის, გოგირდის, ფოსფორის, სილიციუმის, ნახშირბადის მეასედი. ელემენტების ზუსტი პროცენტი სტანდარტიზებულია GOST 16773-2003-ით.

ნიობიუმის პენტაქსიდი არის თეთრი კრისტალური ფხვნილი. არ არის მგრძნობიარე მჟავასა და წყალში დაშლის მიმართ. იგი წარმოიქმნება ჟანგბადის ატმოსფეროში ნიობიუმის დაწვით. სრულიად ამორფული. დნობის ტემპერატურა 1500 ºС.

ნიობიუმის აპლიკაციები

ყველა ზემოაღნიშნული თვისება ლითონს უაღრესად პოპულარულს ხდის სხვადასხვა ინდუსტრიაში. მისი გამოყენების მრავალ გზებს შორის გამოირჩევა შემდეგი პოზიციები:

  • გამოიყენება მეტალურგებში, როგორც შენადნობი ელემენტი. უფრო მეტიც, როგორც შავი, ასევე ფერადი შენადნობები შერწყმულია ნიობიუმთან. მაგალითად, მისი მხოლოდ 0.02%-ის დამატება უჟანგავი ფოლადის 12X18H10T შემადგენლობაში ზრდის მის ცვეთა წინააღმდეგობას 50%-ით. გაძლიერებული ნიობიუმით (0.04%), ალუმინი ხდება სრულიად უგრძნობი ტუტეზე. ნიობიუმი მოქმედებს სპილენძზე, როგორც ფოლადის გამკვრივება, ზრდის მის მექანიკურ თვისებებს სიდიდის რიგითობით. გაითვალისწინეთ, რომ ურანიც კი დოპირებულია ნიობიუმით.
  • ნიობიუმის პენტოქსიდი არის მთავარი კომპონენტი მაღალი ცეცხლგამძლე კერამიკის წარმოებაში. მან ასევე იპოვა გამოყენება თავდაცვის ინდუსტრიაში: სამხედრო ტექნიკის ჯავშანტექნიკის სათვალეები, ოპტიკა დიდი გარდატეხის კუთხით და ა.შ.
  • ფერონიობიუმი გამოიყენება ფოლადების შენადნობისთვის. მისი მთავარი ამოცანაა კოროზიის წინააღმდეგობის გაზრდა.
  • ელექტროტექნიკაში ისინი გამოიყენება კონდენსატორებისა და დენის გამსწორებლების დასამზადებლად. ასეთი კონდენსატორები ხასიათდება მაღალი ტევადობით და საიზოლაციო წინააღმდეგობით, მცირე ზომებით.
  • სილიციუმის და გერმანიუმის ნაერთები ნიობიუმთან ერთად ფართოდ გამოიყენება ელექტრონიკის სფეროში. მათგან მზადდება ზეგამტარი სოლენოიდები და დენის გენერატორების ელემენტები.
შემთხვევითი სტატიები

ზემოთ