10.06.2021

Niobij - lastnosti, uporaba in zlitine niobija. Uporaba niobija v metalurgiji in industriji Tališče niobija

Uralska državna rudarska univerza

Na temo: Lastnosti niobija

Skupina: M-13-3

Študent: Mokhnashin Nikita

1. Splošne informacije o elementu

Fizikalne lastnosti niobija

Kemijske lastnosti niobija

Brezplačen niobij

Niobijevi oksidi in njihove soli

Niobijeve spojine

Vodilne države v proizvodnji niobija

1. Splošne informacije o elementu

Človeštvo že dolgo pozna element, ki zaseda 41. celico v tabeli Mendelejeva. Starost njegovega sedanjega imena – niobij – je skoraj pol stoletja mlajša. Zgodilo se je, da je bil predmet # 41 odprt dvakrat. Prvič - leta 1801 je angleški znanstvenik Charles Hatchet pregledal vzorec zvestega minerala, ki so ga iz Amerike poslali v Britanski muzej. Iz tega minerala je izoliral oksid prej neznanega elementa. Hatchet je novi element poimenoval Kolumbija in tako označil njegovo čezmorsko poreklo. In črni mineral je bil imenovan kolumbit. Leto pozneje je švedski kemik Ekeberg iz kolumbita izoliral oksid drugega novega elementa, imenovanega tantal. Podobnost spojin Kolumbija in tantala je bila tako velika, da je 40 let večina kemikov verjela, da sta tantal in kolumbij en in isti element.

Leta 1844 je nemški kemik Heinrich Rose pregledal vzorce kolumbita, najdene na Bavarskem. Ponovno je odkril okside dveh kovin. Eden od njih je bil oksid že znanega tantala. Oksidi so bili podobni in da bi poudarila njihovo podobnost, je Rose poimenovala element, ki tvori drugi oksid niobij, po Niobi, hčerki mitološkega mučenca Tantala. Vendar Rose, tako kot Hatchet, tega elementa ni mogel dobiti v prostem stanju. Kovinski niobij je prvič pridobil šele leta 1866 švedski znanstvenik Blomstrand med redukcijo niobijevega klorida z vodikom. Konec XIX stoletja. za pridobitev tega elementa sta bili najdeni še dve metodi. Najprej ga je Moissan prejel v električni peči, pri čemer je niobijev oksid reduciral z ogljikom, nato pa je Goldschmidtu uspelo obnoviti isti element z aluminijem. In za klic elementa št. 41 in različne države nadaljevali na različne načine: v Angliji in Združenih državah Amerike - s kolumbijem, v drugih državah - z niobijem. Konec tega razdora je končala Mednarodna zveza za čisto in uporabno kemijo (IUPAC) leta 1950. Odločeno je bilo, da se povsod legitimira ime elementa "niobij" in glavno mineralu je bilo dodeljeno ime "kolumbit". niobij. Njegova formula je (Fe, Mn) (Nb, Ta) 2 O 6.

Niobij ni naključno velja za redek element: res je redek in v majhnih količinah, vedno v obliki mineralov in nikoli v izvornem stanju. Zanimiva podrobnost: v različnih referenčnih publikacijah je Clarke (vsebnost v zemeljski skorji) niobija različna. To je predvsem posledica dejstva, da so v zadnjih letih v afriških državah odkrili nova nahajališča mineralov, ki vsebujejo niobij. V "Kemičnem priročniku", letnik 1 (M., "Kemija", 1963) so podane številke: 3,2 · 10-5% (1939), 1 · 10-3% (1949) in 2, 4 10- 3 % (1954). Toda tudi zadnje številke so podcenjene: afriška nahajališča, odkrita v zadnjih letih, niso bila vključena. Kljub temu se ocenjuje, da je mogoče iz mineralov že znanih nahajališč stopiti približno 1,5 milijona ton kovinskega niobija.

Fizikalne lastnosti niobija

Niobij je sijoča srebrno siva kovina.

Elementarni niobij je izjemno ognjevzdržna (2468 °C) kovina z visokim vreliščem (4927 °C), ki je zelo odporna v številnih korozivnih okoljih. Vse kisline, razen fluorovodikove kisline, nanjo ne delujejo. Oksidacijske kisline "pasivirajo" niobij in ga prekrijejo z zaščitno oksidno folijo (št. 205). Toda pri visokih temperaturah se reaktivnost niobija poveča. Če se pri 150 ... 200 ° C oksidira le majhna površinska plast kovine, se pri 900 ... 1200 ° C debelina oksidnega filma znatno poveča.

Kristalna mreža niobija je kubična s telesnim središčem s parametrom a = 3,294 Å.

Čista kovina je duktilna in jo je mogoče v hladnem stanju brez vmesnega žarjenja valjati v tanko pločevino (do debeline 0,01 mm).

Opazimo lahko takšne lastnosti niobija, kot so visoko tališče in vrelišče, nižja delovna funkcija elektronov v primerjavi z drugimi ognjevzdržnimi kovinami - volframom in molibdenom. Slednja lastnost označuje sposobnost elektronske emisije (emisije elektronov), ki se uporablja za uporabo niobija v vakuumski tehnologiji. Niobij ima tudi visoko superprevodno prehodno temperaturo.

Gostota 8,57 g / cm 3(20 °C); t pl 2500 °C; t bale 4927 °C; parni tlak (v mm Hg; 1 mm Hg = 133,3 N/m 2) 110 -5(2194 °C), 110 -4(2355 °C), 610 -4(pri t pl ), 1 10-3 (2539 °C).

Pri sobni temperaturi je niobij stabilen v zraku. Začetek oksidacije (obarvanje filmov) opazimo, ko se kovina segreje na 200 - 300 ° C. Nad 500 ° pride do hitre oksidacije s tvorbo oksida Nb2 O 5.

Toplotna prevodnost v W / (m · K) pri 0 ° C in 600 ° C, oziroma 51,4 oziroma 56,2, enako v cal / (cm · s · ° C) 0,125 in 0,156. Specifični volumetrični električni upor pri 0 °C 15,22 10 -8ohm m (15,22 10 -6ohm cm). Temperatura superprevodnega prehoda je 9,25 K. Niobij je paramagneten. Delovna funkcija elektronov je 4,01 eV.

Čisti niobij se zlahka stisne na mrazu in ohranja zadovoljive mehanske lastnosti pri visokih temperaturah. Njegova končna trdnost pri 20 in 800 ° C je 342 oziroma 312 MN / m. 2, enako v kgf / mm 234.2 & 31.2; raztezek pri 20 in 800 ° C 19,2 oziroma 20,7%. Trdota po Brinellu čistega niobija 450, tehnična 750-1800 Mn / m 2... Nečistoče nekaterih elementov, predvsem vodika, dušika, ogljika in kisika, močno poslabšajo duktilnost in povečajo trdoto niobija.

3. Kemijske lastnosti niobija

Niobij je še posebej cenjen zaradi odpornosti na anorganske in organske snovi.

Obstaja razlika v kemičnem obnašanju kovine v prahu in grudastih kovin. Slednji je bolj stabilen. Kovine nanjo ne delujejo, tudi če je segreta na visoke temperature. Tekoče alkalijske kovine in njihove zlitine, bizmut, svinec, živo srebro, kositer so lahko dolgo časa v stiku z niobijem, ne da bi spremenili njegove lastnosti. Tudi tako močni oksidanti, kot so perklorova kislina, "kraljevska voda", da ne omenjamo dušikove, žveplove, klorovodikove in vseh drugih, z njo ne morejo nič. Alkalne raztopine prav tako ne vplivajo na niobij.

Vendar pa obstajajo trije reagenti, ki lahko pretvorijo kovinski niobij v kemične spojine. Eden od njih je talina hidroksida alkalijske kovine:

Nb + 4NaOH + 5О2 = 4NaNbO3 + 2H2О

Drugi dve sta fluorovodikova kislina (HF) ali njena mešanica z dušikovo kislino (HF + HNO). V tem primeru nastanejo fluoridni kompleksi, katerih sestava je v veliki meri odvisna od reakcijskih pogojev. Element je v vsakem primeru vključen v anion tipa 2 ali 2.

Če vzamemo niobij v prahu, potem je nekoliko bolj aktiven. Na primer, v staljenem natrijevem nitratu se celo vžge in se spremeni v oksid. Kompaktni niobij začne oksidirati, ko se segreje nad 200 ° C, prah pa se že pri 150 ° C prekrije z oksidnim filmom. Hkrati se kaže ena od čudovitih lastnosti te kovine - ohranja plastičnost.

V obliki žagovine, ko se segreje nad 900 ° C, popolnoma zgori do Nb2O5. Močno gori v toku klora:

Nb + 5Cl2 = 2NbCl5

Pri segrevanju reagira z žveplom. Težko ga je zliti z večino kovin. Izjemi sta morda le dve: železo, s katerim nastajajo trdne raztopine v različnih razmerjih, in aluminij, ki ima spojino Al2Nb z niobijem.

Katere lastnosti niobija mu pomagajo, da se upira delovanju najmočnejših kislin, ki oksidirajo? Izkazalo se je, da se to ne nanaša na lastnosti kovine, temveč na značilnosti njenih oksidov. Pri stiku z oksidanti se na kovinski površini pojavi zelo tanka (torej nevidna), a zelo gosta plast oksidov. Ta plast postane nepremostljiva ovira na poti oksidanta do čiste kovinske površine. Skozi njo lahko prodrejo le nekateri kemični reagenti, zlasti fluorov anion. Zato je kovina v bistvu oksidirana, vendar zaradi prisotnosti tanke zaščitne folije praktično ni opaznih rezultatov oksidacije. Pasivnost do razredčene žveplove kisline se uporablja za ustvarjanje usmernika izmeničnega toka. Urejena je preprosto: platinaste in niobijeve plošče so potopljene v 0,05 m raztopino žveplove kisline. Niobij v pasiviranem stanju lahko vodi tok, če je negativna elektroda - katoda, torej lahko elektroni prehajajo skozi oksidno plast le s strani kovine. Pot elektronov iz raztopine je zaprta. Zato, ko skozi takšno napravo prehaja izmenični tok, preide le ena faza, pri kateri je platina anoda, niobij pa katoda.

niobijev kovinski halogen

4. Niobij v prostem stanju

Tako lep je, da so nekoč poskušali iz njega izdelati nakit: s svojo svetlo sivo barvo niobij spominja na platino. Kljub visokemu tališču (2500 ° C) in vrelišču (4840 ° C) je mogoče iz njega enostavno narediti kateri koli izdelek. Kovina je tako duktilna, da jo je mogoče obdelovati na mrazu. Zelo pomembno je, da niobij pri visokih temperaturah ohrani svoje mehanske lastnosti. Res je, tako kot v primeru vanadija tudi majhne nečistoče vodika, dušika, ogljika in kisika močno zmanjšajo plastičnost in povečajo trdoto. Niobij postane krhek pri temperaturah od -100 do -200 °C.

Pridobivanje niobija v ultra čisti in kompaktni obliki je v zadnjih letih postalo mogoče s pomočjo tehnologije. Celoten tehnološki proces je zapleten in dolgotrajen. V bistvu je razdeljen na 4 stopnje:

1.pridobivanje koncentrata: feroniobij ali ferotantaloniobij;

.odpiranje koncentrata - prenos niobija (in tantala) v kakršne koli netopne spojine, da se loči od glavne mase koncentrata;

.ločevanje niobija in tantala ter pridobivanje njihovih posameznih spojin;

.pridobivanje in rafiniranje kovin.

Prva dva koraka sta dokaj preprosta in pogosta, čeprav dolgotrajna. Stopnjo ločevanja niobija in tantala določi tretja stopnja. Želja po čim večji količini niobija in predvsem tantala je prisilila iskanje najnovejših metod ločevanja: selektivne ekstrakcije, ionske izmenjave, rektifikacije spojin teh elementov s halogeni. Posledično dobimo ločeno bodisi oksid bodisi tantal in niobijev pentaklorid. Na zadnji stopnji se uporabi redukcija s premogom (saje) v toku vodika pri 1800 ° C, nato pa se temperatura poveča na 1900 ° C in tlak zniža. Karbid, pridobljen z interakcijo s premogom, reagira z Nb2O5:

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

in pojavi se niobijev prah. Če zaradi ločevanja niobija iz tantala ne dobimo oksida, ampak soli, ga obdelamo s kovinskim natrijem pri 1000 ° C in dobimo tudi niobij v prahu. Zato se po nadaljnji pretvorbi prahu v kompakten monolit ponovno taljenje izvede v obločni peči, z elektronskim žarkom in conskim taljenjem pa dobimo monokristale visoko čistega niobija.

Niobijevi oksidi in njihove soli

Število spojin s kisikom v niobiju je majhno, veliko manj kot v vanadiju. To je razloženo z dejstvom, da je v spojinah, ki ustrezajo oksidacijskemu stanju +4, +3 in +2, niobij izjemno nestabilen. Če je atom tega elementa začel darovati elektrone, potem želi darovati vseh pet, da bi razkril stabilno elektronsko konfiguracijo.

Če primerjamo ione istega oksidacijskega stanja dveh sosedov v skupini - vanadija in niobija, potem ugotovimo povečanje lastnosti do kovin. Kisli značaj oksida Nb2O5 je opazno šibkejši od vanadijevega (V) oksida. Pri raztapljanju ne tvori kisline. Šele pri fuziji z alkalijami ali karbonati se pokažejo njegove kislinske lastnosti:

O5 + 3Nа2СО3 = 2Nа3NbO4 + ЗС02

Ta sol - natrijev ortoniobat - je podobna istim solim ortofosforne in ortovanadske kisline. Vendar pa je v fosforju in arzenu ortoform najbolj stabilen in poskus pridobivanja ortoniobata v njegovi čisti obliki ne uspe. Pri obdelavi zlitine z vodo se ne sprosti sol Na3NbO4, temveč metaniobat NaNbO3. Je brezbarven fin kristalinični prah, težko topen v hladni vodi. Posledično je v niobiju v najvišjem oksidacijskem stanju bolj stabilna ne orto-, ampak meta-oblika spojin.

Druge spojine niobijevega (V) oksida z bazičnimi oksidi so znani diniobati K4Nb2O7, ki spominjajo na piro kisline, in poliniobati (kot senca polifosforne in polivanadijeve kisline) s približnimi formulama K7Nb5O16.nH2O1 K8N. Omenjene soli, ki ustrezajo višjemu niobijevemu oksidu, vsebujejo ta element v anionu. Oblika teh soli nam omogoča, da jih obravnavamo kot derivate niobija. kisline. Teh kislin ni mogoče dobiti v čisti obliki, saj jih je mogoče obravnavati kot okside, ki imajo vez z molekulami vode. Na primer, meta-oblika je Nb2O5. H2O, orgo oblika pa je Nb2O5. 3H2O. Poleg takšnih spojin ima niobij še druge, kjer je že vključen v kation. Niobij ne tvori preprostih soli, kot so sulfati, nitrati itd. Pri interakciji z natrijevim hidrosulfatom NaHSO4 ali z dušikovim oksidom N2O4 se pojavijo snovi s kompleksnim kationom: Nb2O2 (SO4) 3. Kationi v teh solih spominjajo na vanadijev kation z edino razliko, da je tu ion pet nabit, medtem ko je v vanadiju oksidacijsko stanje v vanadilnem ionu štiri. Isti kation NbO3 + je vključen v sestavo nekaterih kompleksnih soli. Nb2O5 oksid se precej zlahka raztopi v vodni fluorovodikovi kislini. Iz takšnih raztopin je mogoče izolirati kompleksno sol K2. H2O.

Na podlagi obravnavanih reakcij lahko sklepamo, da je niobij v najvišjem oksidacijskem stanju lahko vključen tako v anione kot katione. To pomeni, da je petvalentni niobij amfoteren, vendar še vedno z znatno prevlado kislinskih lastnosti.

Obstaja več načinov za pridobitev Nb2O5. Prvič, interakcija niobija s kisikom pri segrevanju. Drugič, kalcinacija niobijevih soli na zraku: sulfid, nitrid ali karbid. Tretjič, najpogostejša metoda je hidratna dehidracija. Hidrirani oksid Nb2O5 se obori iz vodnih raztopin soli s koncentriranimi kislinami. xH2O. Nato, ko se raztopine razredčijo, se obori bela oksidna oborina. Dehidracijo blata Nb2O5 xH2O spremlja sproščanje toplote. Celotna masa se segreje. To je posledica pretvorbe amorfnega oksida v kristalno obliko. Niobijev oksid je na voljo v dveh barvah. V normalnih pogojih je bel, vendar ob segrevanju postane rumen. Vendar pa takoj, ko se oksid ohladi, barva izgine. Oksid je ognjevzdržen (tališče = 1460 ° C) in nehlapen.

Nižja oksidacijska stanja niobija ustrezata NbО2 in NbО. Prvi od teh dveh je črni prah z modrim odtenkom. NbO2 se pridobiva iz Nb2O5 z jemanjem kisika z magnezijem ali vodikom pri temperaturi okoli tisoč stopinj:

O5 + H2 = 2NbO2 + H2O

Na zraku se ta spojina zlahka pretvori nazaj v višji oksid Nb2O5. Njegov značaj je precej skrivnosten, saj oksid ni netopen niti v vodi niti v kislinah. Kljub temu mu pripisujejo kislinski značaj na podlagi interakcije z vročo vodno alkalijo; v tem primeru pa pride do oksidacije na pet nabit ion.

Zdi se, da razlika enega elektrona ni tako velika, vendar za razliko od Nb2O5 oksid NbO2 prevaja električni tok. Očitno je v tej spojini vez kovina-kovina. Če izkoristite to kakovost, potem lahko pri segrevanju z močnim izmeničnim tokom povzročite, da se NbO2 odpove kisiku.

Z izgubo kisika se NbO2 pretvori v oksid NbO, nato pa se ves kisik precej hitro odcepi. O nižjem niobijevem oksidu NbO je malo znanega. Ima kovinski lesk in je po videzu podoben kovini. Popolnoma prevaja električni tok. Z eno besedo, obnaša se, kot da v njegovi sestavi sploh ni kisika. Tudi, kot tipična kovina, pri segrevanju burno reagira s klorom in se spremeni v oksiklorid:

2NbO + 3Cl2 = 2NbOCl3

Izpodriva vodik iz klorovodikove kisline (kot da sploh ne bi bil oksid, ampak kovina, kot je cink):

NbO + 6HCl = 2NbOCl3 + 3H2

NbO lahko dobimo v čisti obliki s kalciniranjem že omenjene kompleksne soli K2 s kovinskim natrijem:

К2 + 3Na = NbO + 2KF + 3NaF

NbO oksid ima najvišjo tališče 1935 ° C od vseh niobijevih oksidov. Za čiščenje niobija iz kisika se temperatura poveča na 2300 - 2350 ° C, nato pa se hkrati z izhlapevanjem NbO razpade na kisik in kovino. Poteka rafiniranje (čiščenje) kovine.

Niobijeve spojine

Zgodba o elementu ne bi bila popolna, če ne bi omenili njegovih spojin s halogeni, karbidi in nitridi. To je pomembno iz dveh razlogov. Prvič, zahvaljujoč fluoridnim kompleksom je mogoče ločiti niobij od njegovega večnega spremljevalca tantala. Drugič, te spojine nam razkrivajo lastnosti niobija kot kovine.

Interakcija halogenov s kovinskim niobijem:

Dobimo lahko Nb + 5Cl2 = 2NbCl5, vse možne niobijeve pentalide.

Pentafluorid NbF5 (tališče = 76 ° C) je brezbarven v tekočem stanju in v pari. Tako kot vanadijev pentafluorid je v tekočem stanju polimeren. Atomi niobija so med seboj povezani z atomi fluora. V trdni obliki ima strukturo, sestavljeno iz štirih molekul (slika 2).

riž. 2. Trdna struktura NbF5 in TaF5 je sestavljena iz štirih molekul.

Raztopine v fluorovodikovi kislini H2F2 vsebujejo različne kompleksne ione:

H2F2 = H2 + H2O = H2

Kalijeva sol K2. H2O je pomemben za ločevanje niobija od tantala, saj je za razliko od tantala zelo topen.

Preostali niobijevi pentalidi so svetlo obarvani: NbCl5 rumeni, NbBr5 vijolično rdeči, NbI2 rjavi. Vsi so sublimni brez razgradnje v atmosferi ustreznega halogena; v paru so monomeri. Njihovo tališče in vrelišče se povečata s prehodom s klora na brom in jod. Nekateri načini za pridobivanje pentalidov so naslednji:

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

2NbCl5 + 5F22NbF5 + 5Cl2

Pentalidi se dobro raztopijo v organskih topilih: etru, kloroformu, alkoholu. Z vodo pa se popolnoma razgradijo – hidrolizirajo. Kot rezultat hidrolize dobimo dve kislini - hidrohalogeno in niobno. na primer

4H2O = 5HCl + H3NbO4

Kadar je hidroliza nezaželena, se vnese nekaj močne kisline in ravnotežje zgoraj opisanega procesa se premakne proti NbCl5. V tem primeru se pentahalid raztopi, ne da bi bil podvržen hidrolizi,

Niobijev karbid si zasluži posebno hvaležnost metalurgov. V vsakem jeklu je ogljik; niobij, ki ga veže v karbid, izboljša kakovost legiranega jekla. Običajno ima pri varjenju nerjavnega jekla šiv manjšo trdnost. Vnos niobija v količini 200 g na tono pomaga odpraviti to pomanjkanje. Pri segrevanju niobij tvori spojino z ogljikom - karbidom pred vsemi drugimi jeklenimi kovinami. Ta spojina je precej plastična in hkrati sposobna vzdržati temperature do 3500 ° C. Le pol milimetra debela plast karbida zadostuje za zaščito kovin in, kar je najpomembneje, grafita pred korozijo. Karbid lahko pridobimo s segrevanjem kovinskega ali niobijevega (V) oksida z ogljikom ali plini, ki vsebujejo ogljik (CH4, CO).

Niobijev nitrid je spojina, na katero pri vrenju ne vplivajo nobene kisline in celo "kraljevska voda"; odporen na vodo. Edina stvar, s katero ga je mogoče prisiliti v interakcijo, je vrela alkalija. V tem primeru se razgradi s sproščanjem amoniaka.

Nitrid NbN je svetlo siv z rumenkastim odtenkom. Je ognjevzdržen (temp. 2300 ° C), ima izjemno lastnost - pri temperaturi blizu absolutne ničle (15,6 K ali -267,4 ° C) ima superprevodnost.

Od spojin, ki vsebujejo niobij v nižjem oksidacijskem stanju, so najbolj znani halogenidi. Vsi nižji halogenidi so temne kristalne trdne snovi (od temno rdeče do črne). Njihova stabilnost se zmanjša z zmanjšanjem oksidacijskega stanja kovine.

Uporaba niobija v različnih industrijah

Uporaba niobija za legiranje kovin

Niobijevo legirano jeklo ima dobro odpornost proti koroziji. Krom poveča tudi korozijsko odpornost jekla in je veliko cenejši od niobija. Ta bralec ima hkrati prav in narobe. Narobe, ker sem pozabil na eno stvar.

V krom-nikljevem jeklu, tako kot v katerem koli drugem jeklu, je vedno ogljik. Toda ogljik se združuje s kromom in tvori karbid, zaradi česar je jeklo bolj krhko. Niobij ima večjo afiniteto do ogljika kot krom. Zato, ko jeklu dodamo niobij, nujno nastane niobijev karbid. Jeklo, legirano z niobijem, pridobi visoke protikorozijske lastnosti in ne izgubi svoje duktilnosti. Želeni učinek se doseže, če na tono jekla dodamo le 200 g kovinskega niobija. Niobij daje krom-mangaitnemu jeklu visoko odpornost proti obrabi.

Veliko barvnih kovin je tudi legiranih z niobijem. Torej, aluminij, ki se zlahka raztopi v alkalijah, ne reagira z njimi, če mu dodamo le 0,05 % niobija. In baker, znan po svoji mehkosti, in številnih njegovih zlitinah, se zdi, da se niobij strdi. Poveča trdnost kovin, kot so titan, molibden, cirkonij, hkrati pa poveča njihovo toplotno odpornost in toplotno odpornost.

Zdaj letalstvo, strojništvo, radiotehnika, kemična industrija in jedrska energija cenijo lastnosti in zmogljivosti niobija po svoji resnični vrednosti. Vsi so postali potrošniki niobija.

Edinstvena lastnost - odsotnost opazne interakcije niobija z uranom pri temperaturah do 1100 ° C in poleg tega dobra toplotna prevodnost, majhen učinkovit absorpcijski presek za toplotne nevtrone so naredili niobija resnega konkurenta kovinam, ki so priznane v jedrski jedrski industriji. industrija - aluminij, berilij in cirkonij. Poleg tega je umetna (inducirana) radioaktivnost niobija nizka. Zato se lahko uporablja za izdelavo zabojnikov za shranjevanje radioaktivnih odpadkov ali inštalacij za njihovo uporabo.

Kemična industrija porabi relativno malo niobija, vendar je to le posledica njegovega pomanjkanja. Oprema za proizvodnjo kislin visoke čistosti je včasih izdelana iz zlitin, ki vsebujejo niobij, in redkeje iz pločevine niobija. Sposobnost niobija, da vpliva na hitrost nekaterih kemičnih reakcij, se uporablja na primer pri sintezi alkohola iz butadiena.

Porabniki elementa št. 41 so postali tudi raketna in vesoljska tehnologija. Ni skrivnost, da se nekatere količine tega elementa že vrtijo v orbitah blizu Zemlje. Nekateri deli raket in opreme na krovu umetnih zemeljskih satelitov so izdelani iz zlitin, ki vsebujejo niobij, in čistega niobija.

Uporaba niobija v drugih panogah

Niobijeve plošče in palice se uporabljajo za izdelavo "vročih armatur" (tj. ogrevanih delov) - anod, rešetk, posredno ogrevanih katod in drugih delov elektronskih svetilk, zlasti močnih generatorskih žarnic.

Poleg čiste kovine se za iste namene uporabljajo zlitine tantal-niobij.

Niobij je bil uporabljen za izdelavo elektrolitskih kondenzatorjev in tokovnih usmernikov. Tukaj smo uporabili sposobnost niobija, da med anodno oksidacijo tvori stabilen oksidni film. Oksidni film je stabilen v kislih elektrolitih in prehaja tok samo v smeri od elektrolita do kovine. Za niobijeve kondenzatorje s trdnim elektrolitom je značilna visoka kapacitivnost pri majhnih dimenzijah, visoka izolacijska upornost.

Elementi niobijevega kondenzatorja so izdelani iz tanke folije ali poroznih plošč, stisnjenih iz kovinskega prahu.

Korozijska odpornost niobija v kislinah in drugih medijih, v kombinaciji z visoko toplotno prevodnostjo in plastičnostjo, ga naredi dragocen konstrukcijski material za opremo v kemični in metalurški industriji. Niobij ima kombinacijo lastnosti, ki izpolnjujejo zahteve jedrske energetike za konstrukcijske materiale.

Do 900 ° C niobij šibko sodeluje z uranom in je primeren za izdelavo zaščitnih lupin za uranove gorivne elemente energijskih reaktorjev. V tem primeru je mogoče uporabiti tekoče kovinske toplotne nosilce: natrij ali zlitine natrija in kalija, s katerimi niobij ne komunicira do 600 ° C. Za povečanje preživetja uranovih gorivnih elementov je uran dopiran z niobijem (~ 7 % niobija). Niobijev dodatek stabilizira zaščitni oksidni film na uranu, kar poveča njegovo odpornost proti vodni pari.

Niobij se nahaja v različnih visokotemperaturnih zlitinah za plinske turbine v reaktivnih motorjih. Zlitina molibdena, titana, cirkonija, aluminija in bakra z niobijem dramatično izboljša lastnosti teh kovin, pa tudi njihovih zlitin. Obstajajo visokotemperaturne zlitine na osnovi niobija kot konstrukcijskega materiala za dele reaktivnih motorjev in raket (izdelava turbinskih lopatic, sprednjih robov kril, nosnih koncev letal in raket ter raketne kože). Niobij in zlitine na njegovi osnovi se lahko uporabljajo pri delovnih temperaturah 1000 - 1200 ° C.

Niobijev karbid najdemo v nekaterih vrstah volframovega karbida, ki se uporabljajo za rezanje jekel.

Niobij se pogosto uporablja kot legirni dodatek v jeklu. Dodatek niobija v količini, ki je 6 do 10-krat višji od vsebnosti ogljika v jeklu, odpravlja medzrnato korozijo nerjavnega jekla in ščiti zvare pred uničenjem.

Niobij se uporablja tudi v različnih visokotemperaturnih jeklih (na primer za plinske turbine), pa tudi v orodnih in magnetnih jeklih.

Niobij se v jeklo vnese v zlitino z železom (feroniobij), ki vsebuje do 60 % Nb. Poleg tega se ferotantaloniobij uporablja z drugačnim razmerjem med tantalom in niobijem v ferozlitini.

Pri organski sintezi se nekatere niobijeve spojine (kompleksne soli fluorida, oksidi) uporabljajo kot katalizatorji.

Uporaba in proizvodnja niobija se hitro povečuje, kar je posledica kombinacije njegovih lastnosti, kot so ognjevzdržnost, majhen prerez za zajemanje toplotnih nevtronov, sposobnost oblikovanja toplotno odpornih, superprevodnih in drugih zlitin, odpornost proti koroziji, pridobivanje lastnosti, nizka delovna funkcija elektronov, dobra obdelovalnost s pritiskom na mrazu in varivost. Glavna področja uporabe niobija: raketna tehnika, letalska in vesoljska tehnologija, radijska tehnika, elektronika, kemična tehnika, jedrska energija.

Uporaba kovinskega niobija

Deli letal so izdelani iz čistega niobija ali njegovih zlitin; Ohišja gorivnih elementov iz urana in plutonija; posode in cevi; za tekoče kovine; deli za elektrolitske kondenzatorje; "vroče" armature za elektronske (za radarske instalacije) in močne generatorske sijalke (anode, katode, mreže itd.); korozijsko odporna oprema v kemični industriji.

Druge neželezne kovine, vključno z uranom, so legirane z niobijem.

Niobij se uporablja v kriotronih - superprevodnih elementih računalnikov. Niobij je znan tudi po tem, da se uporablja v pospeševalnih strukturah na Velikem hadronskem trkalniku.

Niobijeve intermetalne spojine in zlitine

Za izdelavo superprevodnih solenoidov se uporabljajo zlitine Nb3Sn stanid in niobij-titan-cirkonij.

Niobij in zlitine s tantalom v mnogih primerih nadomeščajo tantal, kar daje velik ekonomski učinek (niobij je cenejši in skoraj dvakrat lažji od tantala).

Feroniobij se vnaša v nerjavna krom-nikljeva jekla, da prepreči njihovo medzrnsko korozijo in uničenje, ter v druge vrste jekla za izboljšanje njihovih lastnosti.

Niobij se uporablja za kovanje zbirateljskih kovancev. Tako Banka Latvije trdi, da se niobij uporablja skupaj s srebrom v zbirateljskih kovancih za 1 lat.

Uporaba katalizatorja niobijevih spojin O5 v kemični industriji;

pri proizvodnji ognjevzdržnih materialov, kermetov, special. steklo, nitrid, karbid, niobati.

Niobijev karbid (t.t. 3480 °C) v zlitini s cirkonijevim karbidom in karbidom urana-235 je najpomembnejši konstrukcijski material gorivnih elementov trdnofaznih jedrskih reaktivnih motorjev.

Niobijev nitrid NbN se uporablja za proizvodnjo tankih in ultratankih superprevodnih filmov s kritično temperaturo od 5 do 10 K z ozkim prehodom reda 0,1 K

Niobij v medicini

Visoka odpornost proti koroziji niobija je omogočila njegovo uporabo v medicini. Niobijeve niti ne dražijo živega tkiva in so z njim dobro spojene. Rekonstruktivna kirurgija je takšne niti uspešno uporabljala za šivanje raztrganih kit, krvnih žil in celo živcev.

Uporaba v nakitu

Niobij nima le niza lastnosti, potrebnih za tehniko, ampak tudi izgleda precej lepo. Draguljarji so to belo sijočo kovino poskušali uporabiti za izdelavo ohišja za zapestne ure. Zlitine niobija z volframom ali renijem včasih nadomestijo plemenite kovine: zlato, platino, iridij. Slednje je še posebej pomembno, saj zlitina niobija z renijem ni le navzven podobna kovinskemu iridiju, ampak skoraj enako odporna proti obrabi. To je nekaterim državam omogočilo, da se opustijo dragega iridija pri proizvodnji spajkanja za nalivna peresa.

Rudarstvo niobija v Rusiji

V zadnjih letih je bila svetovna proizvodnja niobija na ravni 24-29 tisoč ton. Treba je opozoriti, da je svetovni trg niobija močno monopoliziran s strani brazilskega podjetja CBMM, ki predstavlja približno 85 % svetovne proizvodnje niobij.

Japonska je glavni porabnik izdelkov, ki vsebujejo niobij (predvsem feroniobij). Ta država letno uvozi več kot 4 tisoč ton feroniobija iz Brazilije. Zato je mogoče japonske uvozne cene izdelkov, ki vsebujejo niobij, z veliko zaupanja šteti, da so blizu svetovnega povprečja. V zadnjih letih je opaziti trend rasti cen feroniobija. To je posledica vse večje uporabe za proizvodnjo nizko legiranih jekel, namenjenih predvsem za naftovode in plinovode. Na splošno je treba opozoriti, da se je v zadnjih 15 letih svetovna poraba niobija v povprečju povečala za 4-5% letno.

Obžalovanja vredno je priznati, da je Rusija na robu trga niobija. V zgodnjih 90. letih je bilo po mnenju Giredmetovih strokovnjakov v nekdanji ZSSR proizvedenih in porabljenih približno 2 tisoč ton niobija (glede na niobijev oksid). Trenutno poraba izdelkov iz niobija v ruski industriji ne presega le 100-200 ton Treba je opozoriti, da so bile v nekdanji ZSSR ustvarjene znatne proizvodne zmogljivosti niobija, razpršene po različnih republikah - Rusiji, Estoniji, Kazahstanu. Ta tradicionalna značilnost razvoja industrije v ZSSR je zdaj postavila Rusijo v zelo težaven položaj pri številnih vrstah surovin in kovin. Trg niobija se začne s proizvodnjo surovin, ki vsebujejo niobij. Njegova glavna vrsta v Rusiji je bil in ostaja koncentrat loparita, pridobljen v Lovozersky GOK (zdaj - JSC Sevredmet, regija Murmansk). Pred razpadom ZSSR je podjetje proizvedlo približno 23 tisoč ton koncentrata loparita (vsebnost niobijevega oksida v njem je približno 8,5%). Nato se je proizvodnja koncentrata v letih 1996-1998 stalno zmanjševala. podjetje je bilo večkrat ustavljeno zaradi pomanjkanja prodaje. Trenutno je po ocenah proizvodnja koncentrata loparita v podjetju na ravni 700 - 800 ton na mesec.

Treba je opozoriti, da je podjetje precej togo vezano na svojega edinega potrošnika - tovarno magnezija Solikamsk. Dejstvo je, da je koncentrat loparita precej specifičen izdelek, ki se pridobiva samo v Rusiji. Njegova tehnologija predelave je zaradi kompleksa redkih kovin, ki jih vsebuje (niobij, tantal, titan), precej zapletena. Poleg tega je koncentrat radioaktiven, zato so se v veliki meri vsi poskusi vstopa s tem izdelkom na svetovni trg končali zaman. Prav tako je treba opozoriti, da feroniobija ni mogoče pridobiti iz loparitnega koncentrata. Leta 2000 so v obratu Sevredmet s prizadevanji podjetja Roredmet zagnali poskusno enoto za predelavo loparitnega koncentrata, da bi med drugimi kovinami pridobili tržne izdelke, ki vsebujejo niobij (niobijev oksid).

Glavni trgi za izdelke iz niobija SMZ so države zunaj CIS: dobave potekajo v ZDA, Japonsko in evropske države. Delež izvoza v celotnem obsegu proizvodnje je nad 90 %. Pomembne zmogljivosti za proizvodnjo niobija v ZSSR so bile skoncentrirane v Estoniji - v združenju za kemično in metalurško proizvodnjo Sillamäe (Sillamäe). Zdaj se estonsko podjetje imenuje Silmet. V sovjetskih časih je podjetje predelalo koncentrat loparita iz Lovoozerskega GOK, od leta 1992 je bilo njegovo pošiljanje ustavljeno. Silmet trenutno predeluje le majhno količino niobijevega hidroksida v tovarni magnezija Solikamsk. Večino surovin, ki vsebujejo niobij, podjetje trenutno prejema iz Brazilije in Nigerije. Vodstvo družbe ne izključuje dobave loparitnega koncentrata, v Sevredmetu pa poskušajo voditi politiko predelave le-tega na kraju samem, saj je izvoz surovin manj donosen kot končni izdelek.

Tutorstvo

Potrebujete pomoč pri raziskovanju teme?

Naši strokovnjaki vam bodo svetovali ali nudili tutorske storitve o temah, ki vas zanimajo.
Pošljite povpraševanje z navedbo teme zdaj, da se pozanimate o možnosti pridobitve posveta.

Tantal in niobij se pridobivata z redukcijo iz spojin visoke čistosti: oksidov, kompleksnih fluoridnih soli, kloridov. Industrijske metode za proizvodnjo kovin lahko razdelimo v štiri skupine:

Natrijeva toplotna redukcija iz kompleksnih fluoridov;

Redukcija iz oksidov z ogljikom (karbotermična metoda);

Redukcija iz aluminijevih oksidov (aluminotermična metoda);

Obnova iz kloridov z vodikom;

Elektroliza staljenih medijev.

Zaradi visokega tališča tantala (~ 3000 C) in niobija (~ 2500 C) jih pridobivamo z redukcijo z vsemi naštetimi metodami, razen s tretjo, v obliki prahu ali sintrane gobice. . Naloga pridobivanja kompaktnega tempranega tantala in niobija je zapletena zaradi dejstva, da te kovine aktivno absorbirajo pline (vodik, dušik, kisik), katerih nečistoče naredijo krhke. Zato je treba obdelovance, stisnjene iz praškov, sintrati ali stopiti v visokem vakuumu.

Natriotermalna metoda za proizvodnjo tantala in niobija v prahu

Natrijeva toplotna redukcija kompleksnih fluoridov K2TaF7 in K2NbF7 je prva industrijska metoda za proizvodnjo tantala in niobija. Uporablja se še danes. Za redukcijo fluoridnih spojin tantala in niobija so primerni natrij, kalcij in magnezij, ki imajo visoko afiniteto do fluora, kot je razvidno iz spodnjih vrednosti:

E-naslov<^ент Nb Та Na Mg Са

AG298, kJ/g-atom F. ... ... -339 -358 -543 -527 -582

Za redukcijo se uporablja natrij, saj je natrijev fluorid topen v vodi in ga je mogoče ločiti s spiranjem iz tantalovih in niobijevih prahov, medtem ko sta magnezijev in kalcijev fluorid slabo topna v vodi in kislinah.

Oglejmo si postopek na primeru pridobivanja tantala. Redukcija K2TaF7 z natrijem poteka z velikim sproščanjem toplote (tudi pri obremenitvi polnjenja do 5 kg), ki zadostuje za spontani potek procesa. Po segrevanju naboja na enem mestu na 450-500 C se reakcija hitro razširi po celotni masi naboja in temperatura doseže 800-900 C. Ker se natrij tali pri 97 C in vre pri 883, je očitno, da tekočina in hlapi natrij sodelujeta pri redukciji:

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

Specifični toplotni učinki reakcij (2.18) in (2.19) so 1980 in 3120 kJ/kg naboja.

Redukcija poteka v jeklenem lončku, kamor se po plasteh nalagajo kalijev fluorotantalat in natrijevi kosi (~ 120 % stehiometrično zahtevane količine), ki jih razrežemo s posebnimi škarjami. Od zgoraj je naboj prekrit s plastjo natrijevega klorida, ki tvori nizko talilno zmes s KF in NaF. Talina soli ščiti delce pred oksidacijo
tantalova rosa. V najpreprostejši različici postopka, da sprožimo reakcijo, se stena lončka na dnu segreje s plamenom pihalnika, dokler se ne pojavi rdeča lisa. Reakcija poteka hitro po vsej masi in se konča v 1-2 minutah. S to izvedbo postopka zaradi kratkotrajne izpostavljenosti izdelkov pri najvišji temperaturi (800-900 C) dobimo fino dispergirane tantalove praške, ki po izpiranju soli vsebujejo do 2 % kisika.

Grobozrnat prah z nižjo vsebnostjo kisika dobimo tako, da reakcijski lonček postavimo v jaško električno peč in ga po koncu reakcije hranimo v peči pri 1000 °C.

Nastala redukcija tantala je impregnirana v obliki drobnih delcev v fluorid-kloridni žlindri, ki vsebuje presežek natrija. Po ohlajanju vsebino lončka izluščimo, zdrobimo v čeljustnem drobilniku in v majhnih porcijah naložimo v reaktor z vodo, kjer se natrij "gasi" in glavnina soli se raztopi. Nato prašek zaporedoma speremo z razredčenim neї (za popolnejše pranje soli, raztapljanje železa in delno titanovih nečistoč). Za zmanjšanje vsebnosti tantalovih oksidov prašek včasih dodatno speremo s hladno razredčeno fluorovodikovo kislino. Nato prašek speremo z destilirano vodo, filtriramo in posušimo pri 110-120 C.

Z uporabo zgoraj opisane metode, ob upoštevanju približno enakih pogojev, dobimo niobijev prah z redukcijo k2NbF7 z natrijem. Posušeni niobijev prah ima sestavo, %: Ti, Si, Fe 0,02-0,06; Približno 0,5; N do 0,1; C 0,1-0,15.

Karbotermalna metoda za proizvodnjo niobija in tantala iz oksidov

Ta metoda je bila prvotno razvita za proizvodnjo niobija iz Nb2o5.

Niobij lahko reduciramo iz Nb2os z ogljikom pri 1800-1900 ° C v vakuumski peči:

Nb2Os + 5C = 2Nb + SCO. (2,20)

Naboj Nb205 + 5C vsebuje malo niobija in ima tudi v briketiranem stanju nizko gostoto (~ 1,8 g / cm3). Hkrati se na 1 kg polnjenja dodeli velika količina co (~ 0,34 m3). Zaradi teh okoliščin je izvajanje postopka po reakciji (2.20) neugodno, saj je v tem primeru produktivnost vakuumske peči nizka. Zato se postopek izvaja v dveh fazah:

I faza - pridobivanje niobijevega karbida

Nb203 + 1C = 2NbC + 5CO; (2,2 l)

Faza P - pridobivanje niobija v vakuumskih pečeh

Nb2Os + 5NbC = 7Nb + 5CO. (2,22)

Briketirana polnitev njene stopnje vsebuje 84,2% (po masi) niobija, gostota briketov je ~ 3 g / cm3, prostornina, ki nastane iz 0,14 m3 na 1 kg polnjenja (~ 2,5-krat manj kot v primeru naboj Nb2o5 + sc). To zagotavlja večjo produktivnost vakuumske peči.

Pomembna prednost dvostopenjskega postopka je tudi, da lahko prvo stopnjo izvedemo pri atmosferskem tlaku v grafitnih cevnih upornih pečeh (slika 29).

Za pridobitev niobijevega karbida (i stopnja postopka) zmes Nb2o5 s sajami briketiramo in brikete segrejemo v grafitni cevni peči v atmosferi vodika ali argona pri 1800-1900 °C (briketi se nenehno premikajo po peč

riž. 29. Shema uporne peči z grafitno cevjo:

1 - ohišje; 2 - grafitna grelna cev; 3 - zaščitna grafitna cev; 4- sajaste toplotnoizolacijsko nasutje; 5 - hladilnik; 6 - kontaktni grafitni stožci; 7 - ohlajena kontaktna glava; 8 - loputa; 9 - zbiralke, ki napajajo tok

Glede na njihovo bivanje v vročem območju 1-1,5 ure). Zdrobljen niobijev karbid se v krogličnem mlinu zmeša z Nb2o5, vzetim z rahlim presežkom (3-5 %) v primerjavi s tistim, ki ga zahteva reakcija (2.22).

Polnilo se stisne v gredice pod tlakom 100 MPa, ki se segrejejo v vakuumskih pečeh z grafitnimi grelniki (ali vakuumskih indukcijskih pečeh z grafitno cevjo) pri 1800-1900 C. Izpostavljenost se konča, ko je preostali tlak 1,3-0,13 Pa. je dosežen.

Reakcije (2.21) in (2.22) sta kumulativni. Potekajo skozi vmesne stopnje tvorbe nižjih oksidov (Nt> o2 in NbO) ter Nb2c karbida. Glavne reakcije prve stopnje:

Nb2Os + C = 2NbO2 + CO; (2,23)

NbO2 + C = NbO + CO; (2,24)

2NbO + 3C = Nb2C + 2CO; (2,25)

Nb2C + C = 2NbC. (2,26)

Reakcije stopnje n:

Nb2Os + 2NbC = 2NbO2 + Nb2C + CO; (2,27)

NbO2 + 2NbC = NbO + Nb2C + CO; (2,28)

NbO + Nb2C = 3Nb + CO. (2,29)

Kovinski niobij se pridobi s končno reakcijo stopnje II postopka (2.29). Ravnotežni tlak ω za reakcijo (2.29) pri 1800 °C je > 1,3 Pa. Zato je treba postopek izvesti pri preostalem tlaku, ki je manjši od ravnotežnega tlaka za to reakcijo (0,5-0,13 Pa).

Nastali sintrani porozni briketi niobija vsebujejo, %: Z 0,1-0,15; Približno 0,15-0,30; N 0,04-0,5. Za pridobitev kompaktne temprane kovine se briketi talijo v peči z elektronskim žarkom. Drug način je pridobivanje prahu iz briketov (s hidrogeniranjem pri 450 C, mletjem in naknadno dehidrogeniranjem v vakuumu), stiskanjem palic in sintranjem v vakuumu pri 2300-2350 C. V procesih vakuumskega taljenja in sintranja v vakuumu se kisik in ogljik se odstrani v sestavi co, presežek kisika pa v sestavi hlapnih nižjih oksidov.

Glavne prednosti karbotermalne metode so visok neposredni izkoristek kovine (ne manj kot 96%) in uporaba poceni redukcijskega sredstva. Pomanjkljivost te metode je zapletenost zasnove visokotemperaturnih vakuumskih peči.

Tantal in zlitine niobij-tantal lahko dobimo tudi po karbotermalni metodi.

Aluminotermična metoda za proizvodnjo niobija in tantala iz višjih oksidov

Aluminometrična metoda za pridobivanje niobija z redukcijo niobijevega pentoksida z aluminijem, ki je bila razvita v zadnjih letih, ima tehnične in ekonomske prednosti pred drugimi metodami pridobivanja niobija zaradi nizke stopnje in enostavnosti konstrukcijske zasnove.

Metoda temelji na eksotermni reakciji:

3Nb2Os + 10A1 = 6Nb + 5A1203; (2,30)

Dow = -925,3 + 0,1362t, kJ / mol Nb2o5.

Visok specifični toplotni učinek reakcije (2640 kJ / kg stehiometričnega naboja) omogoča izvedbo postopka brez zunanjega segrevanja s taljenjem ingota niobij-aluminijeve zlitine. Uspešna alumotermična redukcija izven peči je možna, če je temperatura procesa višja od tališča А12о3 = 2030 ° С) in kovinske faze (zlitina Nb + 10 % ai se tali pri 2050 ° C). Pri presežku aluminija v polnjenju za 30-40% nad stehiometrično količino doseže temperatura procesa ~ 2150-2200 C. Zaradi hitrega poteka redukcije se temperatura dvigne za približno 100-150 C v primerjavi s temperaturami taljenja. žlindre in kovinske faze zadostuje za zagotovitev njihove ločitve. Z zgoraj omenjenim presežkom aluminija v polnjenju dobimo zlitino niobija z 8-10 % aluminija z realno ekstrakcijo niobija 98-98,5 %.

Aluminotermična redukcija se izvaja v jeklenem lončku z nabito oblogo iz žganih magnezijevih ali aluminijevih oksidov. Za udobje razkladanja produktov taljenja je lonček narejen snemljiv. Stiki so uvedeni skozi stene za dovajanje električnega toka (20 V, 15 A) do varovalke v obliki nikromove žice, nameščene v naboju. Druga možna možnost je izvedba postopka v masivnem cepljenem bakrenem lončku, na stenah katerega je oblikovana zaščitna plast.

V lonček naložimo mešanico temeljito posušenega Nb2o5 in aluminijevega prahu z velikostjo delcev ~ 100 mikronov. Priporočljivo je, da lonček postavite v komoro, napolnjeno z argonom, da preprečite stik z zrakom.

Po vklopu vžiga reakcija poteka hitro po celotni masi naboja. Nastali ingot zlitine zdrobimo na koščke in podvržemo vakuumsko-termični obdelavi pri 1800-2000 C v peči z grafitnim grelcem pri preostalem tlaku ~ 0,13 Pa, da odstranimo večino aluminija (do njegove vsebnosti 0,2%). ). Nato se v peči z elektronskim žarkom izvede rafiniranje taljenja, pri čemer dobimo ingote niobija visoke čistosti z vsebnostjo nečistoč, %: 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.

Načeloma je možna aluminotermična proizvodnja tantala, vendar je postopek nekoliko bolj zapleten. Specifični toplotni učinek redukcijske reakcije je 895 kJ / kg polnjenja. Zaradi visoke temperature taljenja tantala in njegovih zlitin z aluminijem se v polnilo vnese železov oksid za taljenje ingota (na podlagi proizvodnje zlitine s 7-7,5 % železa in 1,5 % aluminija) ter segrevanje dodatek - kalijev klorat (Bertholletova sol) ... Lonček z polnjenjem se postavi v peč. Pri 925 ° C se začne spontana reakcija. Ekstrakcija tantala v zlitino je približno 90 %.

Po vakuumsko-termični obdelavi in taljenju z elektronskim žarkom imajo ingoti tantala visoko čistost, primerljivo s tisto, ki je navedena zgoraj za niobij.

Pridobivanje tantala in niobija z redukcijo njihovih kloridov z vodikom

Za redukcijo tantala in niobija iz njihovih kloridov so bile razvite različne metode: redukcija z magnezijem, natrijem in vodikom. Nekatere različice redukcije z vodikom so najbolj obetavne, zlasti spodaj obravnavana metoda za redukcijo kloridnih hlapov na ogretih podlagah za pridobitev kompaktne kovinske palice.

Na sl. 30 prikazuje diagram naprave za proizvodnjo tantala z redukcijo hlapov TaC15 z vodikom na tantalovem traku, segretem na 1200-1400 °C. Hlapi TaCI5, pomešani z vodikom, se dovajajo iz uparjalnika v reaktor, v središču katerega je tantalov trak, segret z neposrednim prehodom električnega toka na vnaprej določeno temperaturo. Za enakomerno porazdelitev mešanice hlapov in plinov po dolžini pasu in za zagotovitev pretoka pravokotno na njegovo površino je okoli traku nameščen zaslon iz nerjavnega jekla z luknjami. Na ogreti površini se pojavi reakcija:

TaC15 + 2,5 H2 = Ta + 5 HCl; AG ° m k = -512 kJ. (2,31)

riž. 30. Shema naprave za redukcijo tantal pentaklorida z vodikom: 1 - prirobnica reaktorja; 2 - izolirano električno napajanje; 3 - vpenjalni kontakti; 4 - kondenzator za nereagirani klorid; 5 - tantalov trak; 6 - zasloni z luknjami, - 7 - reaktorska posoda; 8 - reaktorski grelec; 9 - ogrevan rotameter; 10 - igelni ventil; 11 - električna pečica uparjalnika; 12 - uparjalnik tantal pentaklorida; 13 - rotameter za vodik

Optimalni pogoji za nanašanje tantala: temperatura traku 1200-1300 ° C, koncentracija TaCl5 v mešanici plinov ~ 0,2 mol / mol mešanice. Hitrost nanašanja v teh pogojih je 2,5-3,6 g / (cm2 h) (ali 1,5-2,1 mm / h), tako v 24 urah dobimo čisto tantalovo palico s povprečnim premerom 24-25 mm, ki lahko zviti v list, uporabiti za ponovno taljenje v peči z elektronskimi žarki ali pretvoriti v prah visoke čistosti (s hidrogeniranjem, mletjem in dehidrogeniranjem prahu). Pretvorba klorida (neposredna ekstrakcija v premaz) je 20-30 %. Nereagirani klorid se kondenzira in ponovno uporabi. Poraba električne energije je enaka 7-15 kWh na 1 kg tantala, odvisno od sprejetega režima.

Po ločevanju hlapov HCI z absorpcijo v vodi se lahko vodik vrne v proces.

Po opisani metodi lahko pridobimo tudi niobijeve palice. Optimalni pogoji za odlaganje niobija: temperatura traku 1000-1300 C, koncentracija pentaklorida 0,1-0,2 mol / mol mešanice plinov. Hitrost odlaganja kovine je 0,7-1,5 g / (cm2-h), stopnja pretvorbe klorida v kovino je 15-30%, poraba energije je 17-22 kW * h / kg kovine. Postopek za niobij olajša dejstvo, da se del NbCl5 zmanjša v prostornini reaktorja na določeni razdalji od segretega traku do nehlapnega NbCl3, ki se odlaga na stene reaktorja.

Elektrolitična metoda za proizvodnjo tantala

Tantala in niobija ni mogoče izolirati z elektrolizo iz vodnih raztopin. Vsi razviti procesi temeljijo na elektrolizi staljenih medijev.

V industrijski praksi se metoda uporablja za pridobivanje tantala. Tako je že vrsto let elektrolitsko metodo tantala uporabljalo podjetje Fenstil (ZDA), del tantala, proizvedenega na Japonskem, trenutno pridobivamo z elektrolizo. V ZSSR so bile izvedene obsežne raziskave in industrijski preizkusi metode.

Metoda za elektrolitsko proizvodnjo tantala je podobna metodi za proizvodnjo aluminija.

Elektrolit temelji na staljeni soli K2TaF7 - KF - - KC1, v kateri je raztopljen tantalov oksid Ta205. Uporaba elektrolita, ki vsebuje samo eno sol, K2TaF7, je zaradi neprekinjenega anodnega učinka pri uporabi grafitne anode praktično nemogoča. Elektroliza je možna v kopeli, ki vsebuje K2TaF7, KC1 in NaCl. Pomanjkljivost tega elektrolita je kopičenje fluoridnih soli v njem med elektrolizo, kar vodi do zmanjšanja kritične gostote toka in zahteva prilagoditev sestave kopeli. Ta pomanjkljivost se odpravi z uvedbo Ta205 v elektrolit. Rezultat elektrolize je v tem primeru elektrolitična razgradnja tantalovega oksida s sproščanjem tantala na katodi, na anodi pa kisika, ki reagira z grafitom anode in tvori CO2 in CO. Poleg tega uvedba Ta205 v staljeno sol izboljša omočenje grafitne anode s talino in poveča kritično gostoto toka.

Izbira sestave elektrolita temelji na podatkih študij ternarnega sistema K2TaF7-KCl-KF (slika 31). Ta sistem vsebuje dve dvojni soli K2TaF7 KF (ali KjTaFg) in K2TaF7 KC1 (ali K3TaF7Cl), dva ternarna evtektika Ei in E2, ki se talita pri 580 oziroma 710 C, in peritektično točko P pri 678 ° C. Ko Ta205 vnesemo v talino, sodeluje s fluorotantalati, da tvori oksofluorotantalat:

3K3TaF8 + Ta2Os + 6KF = 5K3TaOF6. (2,32)

Reakcija s K3TaF7Cl poteka na podoben način. Nastajanje kompleksov tantal oksofluorida določa topnost Ta205 v elektrolitu. Mejna topnost je odvisna od vsebnosti K3TaF8 v talini in ustreza stehiometriji reakcije (2.32).

Na podlagi podatkov o vplivu sestave elektrolita na kazalnike elektrolize (kritična gostota toka, učinkovitost toka, ekstrakcija, kakovost tantalovega prahu) so sovjetski raziskovalci predlagali naslednjo optimalno sestavo elektrolita: 12,5% (po masi) K2TaF7, počitek KC1 in KF v razmerju 2 : 1 (po masi). Koncentracija vnesenega Ta2Os je 2,5-3,5 % (mas.). V tem elektrolitu pri temperaturah 700-800 ° C pri uporabi grafitne anode je napetost razgradnje oksofluoridnega kompleksa 1,4 V, medtem ko sta za KF in KC1 napetosti razgradnje ~ 3,4 V oziroma ~ 4,6 V.

КС I K2TaF, -KCl KJaFf

riž. 31. Diagram taljenja sistema K2TaF7-KF-KCl

Med elektrolizo pride do postopnega praznjenja kationov Ta5 + na katodi:

Ta5 + + 2e> Ta3 + + be * Ta0.

Procese na anodi lahko predstavimo z reakcijami: TaOF63 "- Ze = TaFs + F" + 0; 20 + C = CO2; CO2 + C = 2CO; TaFj + 3F ~ = TaF | ~. Ioni TaF | ~, ki reagirajo s Ta2Os, vnesenimi v talino, ponovno tvorijo ione TaOF | ~. Pri temperaturah elektrolize 700-750 ° C sestava plinov vsebuje -95% CO2, 5-7% CO2; 0,2-

Med zasnovami elektrolitskih celic, preizkušenimi v ZSSR, so bili najboljši rezultati doseženi pri tistih, kjer je katoda nikljev lonček (ali zlitina niklja s kromom), v središču

Slika 32. Elektrolizna celica za proizvodnjo tantala:

1 - bunker s podajalnikom Ta205; 2 - elektromagnetni vibrator podajalnika; 3 - nosilec s pritrditvijo za anodo; 4 - votla grafitna anoda z luknjami v steni; 5 - lonček-katoda iz nikroma; 6 - pokrov; 7 - toplotno izolacijsko steklo; 8 - volan za dvigovanje avtomobila; 9 - vtič s palico za dovajanje toka

Ki je votla grafitna anoda z luknjami v stenah (slika 32). Tantalov oksid se periodično dovaja z avtomatskim vibrirajočim podajalnikom na votlo anodo. S tem načinom hranjenja je izključena mehanska kontaminacija katodnega depozita z neraztopljenim tantalovim pentoksidom. Plini se odstranjujejo s sesalnim sistemom na krovu. Pri temperaturi elektrolize 700-720 C, neprekinjenem dovajanju kopeli Ta205 (tj. z minimalnim številom anodnih učinkov), gostoti katodnega toka 30-50 A / dm2 in razmerju DjDk = 2 * 4, direktna ekstrakcija tantala je 87-93%, izkoristek je trenutni 80%.

Elektroliza se izvaja, dokler 2/3 uporabne prostornine lončka ni napolnjena s katodnim nanosom. Na koncu elektrolize se anoda dvigne in elektrolit skupaj s katodnim nanosom ohladi. Obstajata dva načina obdelave katodnega produkta za ločitev elektrolita od delcev tantala v prahu: mletje z zračno separacijo in vakuumsko-termično čiščenje.

Vakuumsko-termična metoda, ki so jo razvili v ZSSR, je sestavljena iz ločevanja večine soli iz tantala s taljenjem (taljenjem) v atmosferi argona, čemur sledi odstranitev ostanka z izhlapevanjem v vakuumu pri 900 C. Staljeni in kondenzirani elektrolit je vrnil na elektrolizo.

To z mletjem z ločitvijo zraka 30-70 mikronov, in pri vakuumski toplotni obdelavi - 100-120 mikronov.

Proizvodnja niobija iz oksifluoridnih kloridnih elektrolitov, kot je tantal, ni dala pozitivnih rezultatov zaradi dejstva, da se na katodi med praznjenjem tvorijo nižji oksidi, ki onesnažujejo kovino. Tokovni izhod je nizek.

Za niobij (pa tudi za tantal) so obetavni elektroliti brez kisika. Pentakloridi niobija in tantala se raztopijo v staljenih kloridih alkalijskih kovin, da tvorijo kompleksne soli A / eNbCl6 in MeTaCl6. Med elektrolitsko razgradnjo teh kompleksov se na katodi oborijo grobokristalne usedline niobija in tantala, na grafitni anodi pa klora.

Družbeno-ekonomske in humanistične vede

UDK 553,98 "=."

RUDARSTVO NIOBIJA V RUSIJI

G.Yu. Boyarko *, V.Yu. Khatkov **

, * Politehnična univerza Tomsk

** Urad vlade Ruske federacije. ""

E-naslov: [email protected]

Niobij se v Rusiji koplje v nahajališču Lovozerskoye (regija Murmansk) v obliki koncentrata loparita in v tatarskem nahajališču ( Krasnojarsk regija) v obliki koncentrata piroklorovodikove kisline in predelava ~ v tovarnah magnezijevega magnezija Solikamsk (regija Perm) in Klyuchevskoy (regija Sverdlovsk). Zaradi vertikalne integracije ruskih potrošnikov niobija z rudarskimi podjetji je odvisnost od uvoza niobijevih izdelkov je odpravljeno nahajališče niobija Tomtor (Republika Saha-Jakutija) in obnova prejšnje ravni proizvodnje v Etykinskem nahajališču tantal-niobija (regija Čita) Zaradi prisotnosti naravnega svetovnega monopola brazilskih proizvajalcev niobija, ruskega rudarjenja niobija podjetja bi se morala osredotočiti predvsem na metalurški trg Rusije, Ukrajine, Kazahstana in Kitajske.

Niobij je težka ognjevzdržna kovina z visoko duktilnostjo, odpornostjo proti koroziji, dobro varljivostjo in majhnim presekom zajetja toplotnih nevtronov. Je del toplotno odpornih in superprevodnih zlitin, jekla, legirana z niobijem, pa imajo visoko trdnost in znatno duktilnost, odpornost proti zmrzovanju in korozijo. Glavna poraba niobija pade na proizvodnjo cevi velikega premera za glavne cevovode iz nizko legiranih (0,07 ... 0,08% N)) jekel. Nizko legirana niobijeva jekla se uporabljajo pri izdelavi gradbenih konstrukcij, mostovništvu, cestnem in rudarskem inženirstvu, letalski in avtomobilski gradnji, pri izdelavi opreme za globoko vrtanje nafte, opreme za kemično in petrokemično industrijo itd. Zlitine niobija s kositrom, titanom in cirkonijem se pogosto uporabljajo pri izdelavi superprevodnih solenoidov za močne elektromagnete, ki se uporabljajo v magnetnih separatorjih, pospeševalnikih napolnjenih delcev in MHD generatorjih. Sintetični monokristali litijevih in svinčevih niobatov se uporabljajo v optičnih zaklopih in akustoelektronskih napravah. Obseg svetovne porabe niobija je 25 ... 26 tisoč ton na leto, njegova jasna rast pa je opazna za 2 ... 2,5% na leto. Vodilne v porabi niobija so Japonska (30 % svetovnega povpraševanja), ZDA (približno 25 %) in države Evropske unije. Cene izdelkov iz niobija so prikazane v tabeli. G

Niobij se pridobiva s hidrometalurškimi in pirometalurškimi metodami iz koncentratov niobijevih mineralov - piroklor (NaCaNb206F) (do 90 % svetovne zaloge), kolumbit-tantalit ((Fe, Mn) (Nb, Ta) 206) (do 5 % ) in loparit (( Ca, TR) (Ti, Ta, Nb) 02) (samo v Rusiji). Pri njihovi obdelavi se istočasno ekstrahira tantal (v razmerju Ta / Nb = 1/10), iz loparita pa tudi redke zemeljske kovine in titan.

Svetovna proizvodnja niobija znaša 25,7 tisoč ton (2002), od tega 22 tisoč ton predstavlja brazilsko podjetje Companhia Brasileira de Metalurgia e Minera ^ So Cia Brasileira de Metalurgia Minera? Ao (CBMM), ki je naravni monopol v proizvodnji piroklornih koncentratov , feroniobij (do 18 tisoč ton na leto), niobij

Tabela. Cene izdelkov iz niobija (in pripadajočega tantala).

Blagovni izdelki Cene, US $ na kg

Piroklorov koncentrat (v smislu N ^ 05) 6,0 ... 6,5

Kolumbitov koncentrat (v smislu N1 ^ 05) 6,5 ... 7,0

Koncentrat tantalita (v smislu Ta205) 65 .. / 75

Loparit koncentrat 1,1-

Feroniobij 14,5 ... 15,5

Kovinski niobij 14,0 .. L 4,5

Tantal v prahu ■ 200 ... 230

Kovinski tantal 200 ... 210

talij in tantal. Izkopava površinsko skorjo preperevanja na karbonatitnem masivu Arasha (država Amazonas) s povprečno vsebnostjo 2,5 % Nb205 (4,3 milijarde ton rude) in nahajališče kositrne rude Pitanga, ki vsebuje 4,3 % Nb205 (30 milijonov ton rude). Del koncentratov CBMM predeluje konsolidirano podjetje Catalao de Goäis (Mineralo Cataloa), ki proizvede do 3,5 tisoč ton feroniobija na leto. Kot rezerva v Braziliji znotraj nacionalni park Pico da Neblina je nahajališče Seis Lagos z zalogami 2,9 milijarde ton rude s povprečno vsebnostjo Nb205 2,8%. V Kanadi se niobijeva ruda koplje v nahajališču Saint Honore (rudnik Niobec, Quebec) s povprečno vsebnostjo Nb205 0,6%. S pridobivanjem rud in predelavo koncentratov se ukvarjata dve podjetji - Teck Corp. in Cambior Inc., ki je leta 2002 na svetovni trg dobavil 3,2 tisoč ton feroniobija. V izjemno majhnih količinah se različni niobijevi izdelki (predvsem piroklor koncentrati) proizvajajo v Avstraliji (Green Bushes), Nigeriji (Joe Plateau), Mozambiku (Mbeya), Zambiji (Luesh) in Kongu (Manono Kitololo).

V obdobju načrtnega gospodarstva je ZSSR rudarila in proizvedla do 2000 ton niobijevih izdelkov (glede na niobijev oksid), ki je bila na tretjem mestu po proizvodnji (za Brazilijo in Kanado) in na četrtem mestu po porabi (za Japonsko, Združenimi državami države in Nemčija). Po propadu skupnega gospodarskega prostora v nacionalne enklave SND je bila prekinjena tehnološka veriga industrije redkih kovin, nekateri njeni drobci pa so postali nedonosni. Posledično so bili ruski potrošniki prisiljeni zadovoljiti svoje potrebe po niobiju z izvozom 100 ... 200 ton niobijevih zlitin na leto (predvsem iz Brazilije).

Edino preživelo delujoče rudarsko podjetje v Rusiji je OJSC Severnye Rare Metals (nekdanji Lovozersky GOK) v vasi Lovozero v okrožju Revdinsky v regiji Murmansk in njegov rudarski operater OJSC Lovozero Mining Company v rudnikih Karnasurt in Umbozero. Tu, na nahajališču redkih zemelj-niobij-tantal Lovozero, edinstvenem po rezervah (slabih vsebnosti Nb205 - le 0,24%), je bilo letno izkopanih do 25 tisoč ton koncentrata loparita iz nefelinskih sienitov, ki vsebujejo loparit, ki vsebujejo 6 ... 8 % Nb, 0, 5 % Ta, 36 ... 38 % TR in 38 ... 42 % Ti. Do 10 tisoč ton koncentrata loparita se predela v Solikamsk Magnesium Plant OJSC (glavni lastnik je Russia Growth Fund JV), kjer s kloriranjem pridobivajo niobijev hidroksid, ki je srednji produkt za proizvodnjo kovinskega niobija (na Irtysh kemična in metalurška tovarna v Ust-Kamenogorsk, Kazahstan). Trenutno Magnezijska tovarna Solikamsk proizvede letno 700 ... 750 ton niobijevih oksidov in 70 ... 80 ton tantalovega oksida, ki so v celoti eks-

pristanišče. Ostalo 10 ... 12 tisoč. Tloparitni koncentrat je bil predhodno predelan v A5> 8Pte1 (Sillamae, Estonija) po shemi žveplove kisline v kovinski niobij in feroniobij. Trenutno je 5Pte1 zavrnil nakup surovin loparita in je prešel na bolj tehnološke piroklorne koncentrate iz Brazilije in Nigerije. V skladu s tem se je zmanjšala tudi proizvodnja koncentrata loparita podjetja Sev-redmet (na 8 ... 10 tisoč ton), kar je to podjetje pripeljalo na rob bankrota. Poskus leta 2000 organizirati lastno hidrometalurško proizvodnjo s proizvodnjo feroniobija zaradi pomanjkanja potrebnih investicij (100 milijonov ameriških dolarjev) ni bil kronan z uspehom. Trenutno je lastnik JSC Sevredmet podjetje CJSC Company FTK (Finance, Technology, Consulting) (Moskva), solastnik Magnezijeve tovarne Solikamsk (14% delnic), vendar ni pravega izhoda iz trenutne situacije. omejenega povpraševanja po surovinah loparita. Kemično-metalurška tovarna Irtysh je bila tudi na robu bankrota in je do leta 1996 ustavila proizvodnjo niobijevih izdelkov, vendar je bila leta 2000 iz nje ločena sposobna enota LLP KazNiobiy IHMZ, ki je začela proizvajati do 60 ... 80 ton kovinskega niobija na leto, pri čemer se kot surovina uporablja solikamski niobijev hidroksid. Predelava industrijskih izdelkov tantala v CIS poteka v metalurškem obratu OJSC Ulba NAK Kazatomprom (Ust-Kamenogorsk, Republika Kazahstan), kjer se proizvajajo izdelki iz niobija - prah, ingoti, valjani izdelki.

Druga ruska podjetja, ki so prej delala na bogatejših rudah, so jih razvila do 90. let 20. stoletja in zaprla svoje nedonosne industrije v času prehoda v tržno gospodarstvo. To so Vishnevogorsk Ore Administration (Čeljabinska regija), ki je razvila istoimensko nahajališče Malyshevskoe RU (Sverdlovsk regija), popolnoma izčrpano nahajališče pegmatitov redkih kovin Linden Meadow, Orlovsky GOK (Regija Čita), ki je razvilo Orlovskoye nahajališče in Zabaikalsky GOK (regija Čita), ki je ustavila polja Zavitkovskoye in Etykinskoye. Koncentrati piroklor in kolumbit-tantalita teh podjetij so bili predelani v tovarni ferozlitin Klyuchevskoy (naselje Dvurechensk, okrožje Sysertsky, regija Sverdlovsk), ki je iz njih proizvajala feroniobij in niobijeve glavne zlitine.

Izboljšanje industrije redkih kovin v Rusiji je potekalo na pobudo potrošnikov niobija - čerepovskih metalurgov OAO Severstal (Cherepovets, Vologdska oblast). Da bi odpravili izvozno odvisnost od niobija, je ta holding organiziral hčerinsko družbo JSC Stalmag (Krasnoyarsk) za pridobivanje piroklorovih koncentratov iz preperele skorje tatarskega vermikulit-niobata-fosforjevega nahajališča na istoimenskem karbonatitnem masivu,

položen v okrožju Motyginsky na ozemlju Krasnoyarsk | 9 |. Konec leta 2000t. na tem nahajališču je bila zagnana primarna predelovalna tovarna z zmogljivostjo do 90 tisoč ton rude na leto. Iz dobljenega koncentrata, dobavljenega v tovarno ferozlitin Klyuchevsky, se proizvede 150: .. 200 ton feroniobija na leto. Z uvedbo druge stopnje se bo produktivnost rudnika podvojila,

Leta 2001 je Zabaikalsky GOK (naselje Pervomaysky, okrožje Shilkinsky v regiji Chita), ki je v zadnjih letih rudarilo fluorit in zlato, nadaljevalo z razvojem Etykinsky tantal-niobij-kositerskega nahajališča v redkokovinskih granitih Etykinskega masiva. . Povprečna vsebnost tantala v rudah je 0,031 %, niobija 0,1 %, kositra pa 0,2 %. Leta 2001 ^ izkopali (v smislu kovine) 40 ton tantala, 60 ton niobija, 100 ton kositra. Do leta 2005 je predvideno petkratno povečanje proizvodne zmogljivosti. Na podlagi Zabajkalskega GOK v naselju Pervomaysky poteka gradnja hidrometalurške trgovine za proizvodnjo kalijevega fluorotantalata in niobijevega pentoksida. Iz: Etykinske rude se lahko pridobivajo tudi "in litijevi koncentrati s povprečno vsebnostjo N20 v rudah - 0,11%. V okviru državnega programa" pridobivanje, proizvodnja in poraba litija, berilija, tantala, kositra, niobija (LIBTON) "Načrtuje se tudi nadaljevanje rudarjenja Zabaikalsky GOK v Zavitinskem litij-niobijevem nahajališču spodumenskih pegmatitov.

dobri izdelki s povprečno vsebnostjo Ta205 v rudah -0,0139% in N> 205 -0,02%.

Podjetje ZAO Alrosa (Mirny, Republika Saha-Jakutija) v okviru programa za diverzifikacijo poslovanja z diamanti pripravlja rudarski projekt za razvoj nahajališča Burny niobij-redkozemeljskega nahajališča Tomtor, edinstvenega po rezervah in kakovosti rude v Olenekskem ulusu Republike Saha-Jakutija. Ta del nahajališča je skoraj drift jezerski plašč, ki je nastal zaradi izpiranja skorje preperevanja karbonatitnega masiva Tomtor. Povprečna vsebnost Lb205 je tukaj 6,71%, Y - 0,59%, ST11 - 9,53%. Z razvojnim projektom lokacije Burny je predviden začetni letni obseg predelave kamninske mase 13,73 tisoč m3 ter pridobivanje piroklornega koncentrata, ki vsebuje 583 t Lb205, in koncentrata redkih zemelj, ki vsebuje 690 t oksidov redkih zemelj (V203, CeO2). , La203, Pr6Ou, Ssh203, št. 203, Eu203, 8s203). V prihodnje je načrtovano povečanje proizvodne zmogljivosti na 30 tisoč m3 rude in proizvodnja do 2000 ton piroklor koncentrata v smislu št. 205.

Majhen pilotni proizvodni obrat je obstajal med raziskovanjem beloziminskega nahajališča niobijevega fosfata (1984-1986) v regiji Tulunsky Irkutsk regija... Rudne formacije predstavljajo površinsko skorjo preperevanja nad karbonatiti (vsebuje 0,24 % Ni> 205), v bogatih blokih katerih na območjih Main in Yagodny je povprečna vsebnost ML205 1,06 oziroma 1,39 %. Vendar pa medsektorsko

Risanje. Postavitev niobija. nahajališča in podjetja, ki pridobivajo in predelujejo niobij.

1) nahajališča niobija ■ 2) deleži podjetij za rudarjenje niobija; 3 ~ 5) rudniki: 3) delujoči, 4) dani v proizvodnjo, 5) zaprti ali ustavljeni; 6) predelovalna podjetja

ekstrakcija Nb205 v teh poskusih ni presegla 30 %. Fosfatni (apatit + frankolit) koncentrat lahko pridobimo kot stranski produkt iz beloziminskih rud, pri čemer je začetna vsebnost Р205 v rudah 11,25 %.

Na podlagi likvidirane Orlovsky GOK leta 2000 je bilo ustanovljeno novo podjetje, OJSC Novo-Orlovsky GOK (naselje Novoorlovsky, okrožje Aginsky, regija Chita), pilotna prelivna naprava št. so bili obnovljeni kompleks) proizvodnje volframa Orlovsky GOK, ki vsebuje 5190 ton W, 550 ton Nb in 440 ton Ta. Približna proizvodnja tantala in niobija je do 10 ... 20 ton na leto.

Za pridobivanje tantala in niobija v tovarni ferozlitin Klyuchevskoy se žlindre za taljenje kositra občasno predelujejo v Novosibirski kositrni tovarni OJSC. Glede na letno prodajo proizvodnja niobija in tantala iz surovin Novosibirske pločevine ni presegla prvih ton.

Opozoriti je treba na druga nahajališča niobija in tantal-niobija v Rusiji:

Fosforno-niobijevo nahajališče Bolshetagninskoe, ki se nahaja 12 km zahodno od nahajališča Belo-Ziminsky (regija Irkutsk) in je omejeno na kalcitno-mikroklinske karbonatite istoimenskega karbonatitnega masiva. Povprečna vsebnost Nb205 v rudah je 1,02 %.

Sredneziminsko škodo-niobij-fosforjevo nahajališče, ki se nahaja 18 km južno od nahajališča Belo-Ziminsky (regija Irkutsk) in je omejeno na kalcitno-mikroklinske karbonatite. Povprečna vsebnost Nb205 v rudah je 0,10 ... 0,18%, urana do 0,02%, fosforja - 2,5 ... 3,5%. Najdišče je problematično predvsem zaradi nizkih koncentracij koristnih sestavin in visoke radioaktivnosti rud.

Najdišče Neske-Vara nahajališča niobija Vuoriyarvinsky se nahaja v okrožju Kandalakshinski v regiji Murmansk. Je velika

Rudni blok apatitno-magnetitne sestave z impregnacijo baddeleita in piroklora. Povprečna vsebnost Nb2Os v rudah nahajališča je 0,53 %, Ta205 - 0,017 %. Nahajališče se nahaja v neposredni bližini delujočega podjetja OJSC Kovdorsky GOK, ki pridobiva železovo rudo s pripadajočo proizvodnjo koncentratov apatita in badceleita (vsebuje Zr in TR). Nahajališče je plitvo - le 6,2 tisoč ton Nb205 in 200 ton Ta205, vendar se te rude ujemajo v tehnološko verigo Kovdors GOK in ta objekt je mogoče zlahka sprožiti.

Niobij-redkozemeljsko nahajališče Ulug-Tanzeksky (Republika Tyva) je mineralizirana cona rudonosnih (piroklor, kolumbit-tantalit, cirkon, litij, berilij in minerali redkih zemelj) kvarc-albit-mikroklinskih metasomatitov. Nahajališče je bilo ocenjeno v 90-ih letih XX stoletja in je ostalo premalo raziskano. Vsebnost št. 205 -0,2%, Ta205 - 0,0155%, ZTI - 0,063% (delež elementov it-trija 30 ... 40%), 1l20 - 0,086,1xOr - 0,4%. Tehnološka shema oplemenitenja rude predvideva proizvodnjo št.>, Ta, bg, Shch

TI (Y) in, in, YL.

Katuginsko itrijevo-niobij-cirkonijevo nahajališče rudonosnih alkalnih (kvarc-albit-mikroklinskih) metasomatitov se nahaja na severu regije Čita, 140 km od postaje Novaja Čara na Bajkalsko-Amurski magistrali. Povprečna vsebnost Ni> 205 v rudah je 0,31, Ta205 je 0,019%, 8ТYa je 0,25% (delež elementov itrija je 40 ... 50%), g02 je 1,38%. Naložbeni projekt za razvoj tega področja razvija Zabaikalsky GOK.

Gornoozersko nahajališče niobija se nahaja v ulusu Ust-Maisky v Republiki Saha-Jakutija in je omejeno na istoimenski masiv karbonatita. Ležišče je proučeno le s površine, njegova ocena je zelo slaba. Piroklorna mineralizacija je omejena na linearne cone magnezijevih karbonatitov. Povprečna vsebnost #> 205 za omejeno število vzorcev je 0,25 %. V nahajališčih je bil razkrit tudi piroklorni jezerski plašč, ki je ostal neprecenljiv. Po analogiji z depozitom Tomtor je lahko precej bogat.

Najdišče tantala Vishnyakovskoye se nahaja v regiji Irkutsk, 110 km od postaje Taishet in je z njim povezano s cesto. Žilna telesa redkokovinskih pegmatitov debeline do 40 m vsebujejo mineralizacijo tantalita, berilija in lipedolita (litija). Povprečna vsebnost Ta205 je 0,0198%, za posamezne žile območja Ryabinovy pa 0,023 ... 0,03%. Možno je istočasno ekstrahirati litij s povprečno vsebnostjo 1L20 -0,086%, pa tudi berilij. Vsebnost №> 205 ni visoka - 0,02 %, vendar bo pri pridobivanju tantalovih surovin niobij ekstrahiran že kot stranski produkt. Depozit zahteva dodatno raziskovanje.

Na splošno operativne zmogljivosti za pridobivanje niobijevih surovin že zadovoljujejo potrebe ruskih metalurgov po dodatkih za zlitino niobija (200 ... 250 ton na leto) in celo ob upoštevanju naraščajočega povpraševanja po cevnih izdelkih za magistralne cevovode, le načrtovani razvoj zmogljivosti Stalmag in Zabaikalsky GOK lahko preplavi

pokrivanje novih količin povpraševanja do leta 2005 (do 600 ... 800 ton).

Probleme železarne Sevredmet in Solikamsk se morajo lotiti njuni lastniki (FTK Company in Russia Growth Fund) v okviru ustvarjanja enotne tehnologije za predelavo kompleksnih niobij-redkozemeljskih surovin za pridobivanje končnih tržnih izdelkov (posameznih redke zemeljske kovine in njihovi oksidi, feroniobij, kovinski niobij in tantal) ter ustvarjanje zadostnih zmogljivosti za letno predelavo 22 ... 25 tisoč ton koncentrata loparita. To gospodarstvo lahko proizvede do 1000 ton niobija in do 100 ton izdelkov iz tantala na leto. ... : ■.

Prodaja izdelkov rekonstruiranega Sevredmeta in novega proizvodnega podjetja Ap-rosa na polju Tomtor že zahteva preseganje meja ruskega trga. Vstop na svetovni trg omejuje politika svetovnega monopola izdelkov iz niobija - brazilskega podjetja CBMM. Z najnižjimi stroški proizvodnje in predelave niobijevih surovin lahko nadzoruje raven svetovnih cen in preprečuje nastanek resnih konkurentov. Ruski proizvajalci presežnih izdelkov iz niobija se morajo osredotočiti na solidarni metalurški trg držav CIS (Ukrajina, Kazahstan) in rastoči potrošniški trg metalurgije na Kitajskem. Poleg metalurgije je treba resno preučiti trende razvoja v naslednjih 20 letih svetovnih energetsko varčnih tehnologij, ki temeljijo na superprevodnih sistemih prenosa energije na osnovi niobijevih zlitin, katerih proizvodnja bo zahtevala do 5 tisoč ton na leto.

Obstoječe proizvodne zmogljivosti tovarne ferozlitin Klyuchevskoy zadostujejo za prodajo

BIBLIOGRAFIJA

1. Elyutin A.V., Chistov LB, Epshtein E.M. Razvojne težave baza mineralnih surovin niobij // Mineralni viri Rusije. Ekonomija in management

"lenoba. - 1999. - št. 3. - S. 22-29.

2. Kudrin B.C., Kushparenko Yu..S., Petrova N.V. et al. "Mineralne surovine. Niobij in tantal. Referenčna knjiga."

M .: Geoinformmark, 1998 .-- 63 str.

3. Mineralni viri sveta v začetku leta 2001. -M .: Aerogeologija, 2002 .-- T. 2. - 476 str.

4. Povzetki mineralnih surovin "2003. - Pittsburgh, PA (ZDA): USGS, 2003. - 196 str."!

5. Niobij. Mineral Year Review 2001. - Pittsburgh, PA (ZDA): USGS, 2002. - P. 21.1-28.14.

6. Cene kovin v ZDA do leta 1998. -Pittsburgh, PA (ZDA): USGS; 1998 .-- 179 str.

8. Zhevelyuk I. "Lov na" premično "premoženje // Nord-West-Courier. - Št. 41 (54): - 21.-27. november 2002. t

proizvodnja 1500 ton feroniobija na leto, 1000 ton zlitine N¿-N5 in 500 ton Cr-N-M-master zlitine. Tako lahko to podjetje sprejme za prerazporeditev količine piroklornih izdelkov, ki jih ponujajo za predelavo Stalmag, Zabaikalsky in Novo-Orlovsky GOK, ter tiste, ki so načrtovane za dobavo iz nahajališča Tomtor. Za proizvodnjo komercialnih kovinskih izdelkov iz niobija in tantala ruska podjetja lahko uporabite cestninske sheme za delo s kazahstanskimi podjetji KazNiobiy - Irtysh Chemical and Metalurgical Plant in Ulba Metalurgical Plant. V primeru izboljšanja konjunkture superprevodnih materialov je realna tudi možnost organizacije proizvodnje niobijevih valjanih izdelkov na ozemlju Rusije. Takšna proizvodnja je bila prej v Eksperimentalnem kemično-metalurškem obratu GIREDMED (Podolsk, Moskovska regija) in Poskusnem obratu ognjevzdržnih kovin in trdih zlitin (Moskva).

Ustvarjanje novih industrij za pridobivanje in proizvodnjo niobijevih izdelkov je možno tudi v okviru njihovega povezanega pridobivanja med razvojem nahajališč drugih mineralov - na primer Katuginsky itrij-redka zemlja-cirkonij, Višnjakovski tantal, Zavitinski litij, itd. niobij, ki ne more resno vplivati na trg po njegovem povpraševanju.

Razvoj nahajališč oddaljenih rezerv (Ulug-Tanzeksky v Republiki Tyva in Gusinoozersky v Republiki Saha-Jakutija) v pogojih presežne ponudbe niobijevih surovin s strani bolj sposobnih podjetij, ki delujejo na bogatih in zlahka obogatenih rudah skoraj ni priporočljivo.

9. Semenenko Y. Ruski niobij. Prva lastovka iz Sibirije // Prirodo-resourcenye vedomosti. - 31. avgust 2001, http://gazeta.priroda.ru.

10. Mesta Yu.G., Kharitonov Yu.F., Shevchuk G.A. Baza mineralnih surovin regije Chita. Možnosti raziskovanja in razvoja: 2. del // Mineralni viri Rusije. Ekonomija in management. - 2002. -№ 5. - S. 8-20.

11. Temnov A.B. Geološki in tehnični problemi rudarjenja ultrabogatih rud redkih kovin nahajališča Tomtor // Naravni in tehnogeni plasteli in nahajališča preperenih skorj na prelomu tisočletja. Povzetki. poročilo XII Int. konferenca". - M .: IGEM RAN, 2000. - S! 345-347.

12. Epshtein E.M., Usova T.Yu., Danilchenko N.A. in drugi Niobij Rusije: stanje, možnosti za razvoj in razvoj baze mineralnih surovin // Mineralne surovine. Geološka in ekonomska serija, št. 8. - M .: VIMS, 2000. - 103 str.

13. Kudrin B.C., Rozhanec A.B., Chistov L.B. idr. Tantal Rusije: stanje, možnosti za razvoj in razvoj baze mineralnih surovin // Mineralne surovine *. Geološko-ekonomska serija, št. 4. - M .: VIMS, 1999.-90 str.

Fizikalne lastnosti niobija

Niobij je sijoča srebrno siva kovina.

Kristalna mreža niobija je kubična s telesnim središčem s parametrom a = 3,294A.

Čista kovina je duktilna in jo je mogoče v hladnem stanju brez vmesnega žarjenja valjati v tanko pločevino (do debeline 0,01 mm).

Gostota 8,57 g / cm3 (20 ° C); tm 2500 °C; vretje 4927 ° C; tlak pare (v mm Hg; 1 mm Hg = 133,3 N / m2) 1 10-5 (2194 °C), 1 10-4 (2355 °C), 6 10-4 (pri tal.), 1 · 10-3 (2539 °C).

Pri sobni temperaturi je niobij stabilen v zraku. Začetek oksidacije (obarvanje filmov) opazimo, ko se kovina segreje na 200 - 300 ° C. Nad 500 ° pride do hitre oksidacije s tvorbo oksida Nb2O5.

Toplotna prevodnost v W / (m · K) pri 0 ° C in 600 ° C, oziroma 51,4 oziroma 56,2, enako v cal / (cm · s · ° C) 0,125 in 0,156. Specifični volumetrični električni upor pri 0 °C 15,22 · 10-8 ohm · m (15,22 · 10-6 ohm · cm). Temperatura superprevodnega prehoda je 9,25 K. Niobij je paramagneten. Delovna funkcija elektronov je 4,01 eV.

Čisti niobij se zlahka stisne na mrazu in ohranja zadovoljive mehanske lastnosti pri visokih temperaturah. Njegova končna trdnost pri 20 oziroma 800 ° C je 342 in 312 MN / m2, enaka v kgf / mm234,2 in 31,2; raztezek pri 20 in 800 ° C 19,2 oziroma 20,7%. Trdota čistega niobija po Brinellu je 450, tehnična trdota je 750-1800 Mn / m2. Nečistoče nekaterih elementov, predvsem vodika, dušika, ogljika in kisika, močno poslabšajo duktilnost in povečajo trdoto niobija.

Kemijske lastnosti niobija

Niobij je še posebej cenjen zaradi odpornosti na anorganske in organske snovi.

Vendar pa obstajajo trije reagenti, ki lahko pretvorijo kovinski niobij v kemične spojine. Eden od njih je talina hidroksida alkalijske kovine:

4Nb + 4NaOH + 5О2 = 4NaNbO3 + 2H2О

V obliki žagovine, ko se segreje nad 900 ° C, popolnoma zgori do Nb2O5. Močno gori v toku klora:

2Nb + 5Cl2 = 2NbCl5

Katere lastnosti niobija mu pomagajo, da se upre delovanju najmočnejših kislin – oksidantov? Izkazalo se je, da se to ne nanaša na lastnosti kovine, temveč na značilnosti njenih oksidov. Pri stiku z oksidanti se na kovinski površini pojavi zelo tanka (torej nevidna), a zelo gosta plast oksidov. Ta plast postane nepremostljiva ovira na poti oksidanta do čiste kovinske površine. Skozi njo lahko prodrejo le nekateri kemični reagenti, zlasti fluorov anion. Zato je kovina v bistvu oksidirana, vendar zaradi prisotnosti tanke zaščitne folije praktično ni opaznih rezultatov oksidacije. Pasivnost do razredčene žveplove kisline se uporablja za ustvarjanje usmernika izmeničnega toka. Urejena je preprosto: platinaste in niobijeve plošče so potopljene v 0,05 m raztopino žveplove kisline. Niobij v pasiviranem stanju lahko vodi tok, če je negativna elektroda - katoda, torej lahko elektroni prehajajo skozi oksidno plast le s strani kovine. Pot elektronov iz raztopine je zaprta. Zato, ko skozi takšno napravo prehaja izmenični tok, preide le ena faza, pri kateri je platina anoda, niobij pa katoda.

niobijev kovinski halogen

Kemični element, poimenovan po starodavni Niobe - ženski, ki se je upala smejati bogovom in za to plačala s smrtjo svojih otrok. Niobij predstavlja prehod človeštva iz industrijske v digitalno proizvodnjo; od parnih lokomotiv do nosilnih vozil; od elektrarn na premog do jedrske energije. V svetu je cena niobija za gram precej visoka, prav tako povpraševanje po njem. Večina najnovejših dosežkov znanosti je tesno povezana z uporabo te kovine.

Cena niobija za gram

Ker so glavne uporabe niobija povezane z jedrskimi in vesoljskimi programi, sodi v skupino strateških materialov. Predelava je finančno veliko bolj donosna kot razvoj in pridobivanje novih rud, zaradi česar je po niobiju povpraševanje na sekundarnem trgu kovin.

Vrednost cene zanj določa več dejavnikov:

Čistost kovine. Več tuje snovi, nižja je cena.
Obrazec za dostavo.
Obseg dobave. Neposredno sorazmerna s cenami kovin.
Lokacija mesta zbiranja ostankov. Vsaka regija ima drugačno potrebo po niobiju in s tem tudi ceno zanj.
Prisotnost redkih kovin v sestavi. Zlitine, ki vsebujejo elemente, kot so tantal, volfram, molibden, so višje po ceni.
Vrednost kotacij na svetovnih borzah. Prav te vrednosti so osnovne pri določanju cene.

Okvirni pregled cen v Moskvi:

Niobij NB-2. Cena se giblje med 420-450 rubljev. na kg.
Niobijevi ostružki. 500-510 rubljev na kg.
Sedež niobija NБШ00. Razlikuje se v povišanih cenah zaradi zanemarljive vsebnosti nečistoč. 490-500 rubljev na kg.
Niobijeva glava NBSh-0. 450-460 rubljev na kg.
Niobij NB-1 v obliki palice. Cena je 450-480 rubljev. na kg.

Kljub visokim stroškom povpraševanje po niobiju v svetu še naprej raste. To je posledica njegovega ogromnega potenciala uporabe in pomanjkanja kovine. Na 10 ton zemlje je le 18 gramov niobija.

Znanstvena skupnost še naprej dela na iskanju in razvoju nadomestka za tako drag material. Ampak tako daleč konkreten rezultat v tem ni prejel. To pomeni, da padca cen niobija v bližnji prihodnosti ni pričakovati.

Za uravnavanje cen in povečanje stopnje prometa so za izdelke iz niobija predvidene naslednje kategorije:

Niobijevi ingoti. Njihova velikost in teža sta standardizirani z GOST 16099-70. Glede na čistost kovine so razdeljeni na 3 razrede: niobij NB-1, niobij NB-2 in s tem niobij NB-3.
Niobijeva palica. Razlikuje se po večjem odstotku nečistoč.
Niobijeva folija. Izdelana do debeline 0,01 mm.
Niobijeva ploščica. V skladu s TU 48-4-241-73 je dobavljen z blagovnimi znamkami NBP1 in NBP2.

Fizikalne lastnosti niobija

Kovina je siva z belim odtenkom. Nanaša se na skupino ognjevzdržnih zlitin. Tališče je 2500 ºС. Vrelišče je 4927 ºС. Razlikuje se po povečani vrednosti toplotne odpornosti. Ne izgubi svojih lastnosti pri delovnih temperaturah nad 900 ºС.

Tudi mehanske lastnosti so na visoki ravni. Gostota je 8570 kg / m3 s podobnim indikatorjem jekla 7850 kg / m3. Odporen na delo pri dinamičnih in cikličnih obremenitvah. Natezna trdnost - 34,2 kg / mm2. Ima visoko plastičnost. Koeficient relativnega raztezka se giblje v območju 19-21%, kar omogoča pridobivanje pločevine niobija z debelino do 0,1 mm.

Trdota je povezana s čistostjo kovine pred škodljivimi nečistočami in se povečuje z njihovo povečanjem sestave. Čisti niobij ima 450 enot trdote po Brinellu.

Niobij je primeren za tlačno obdelavo pri temperaturah pod -30 ºC in slabo rezanje.

Toplotna prevodnost se pri velikih temperaturnih nihanjih ne spremeni bistveno. Na primer, pri 20 ° C je 51,4 W / (m K), pri 620 ° C pa se poveča le za 4 enote. Niobij tekmuje za električno prevodnost z elementi, kot sta baker in aluminij. Električna upornost - 153,2 nΩ m. Spada v kategorijo superprevodnih materialov. Temperatura, pri kateri zlitina preide v superprevodni način, je 9,171 K.

Izjemno odporen na kisline. Takšne običajne kisline, kot so žveplova, klorovodikova, fosforjeva, dušikova, nikakor ne vplivajo na njegovo kemično strukturo.

Pri temperaturah nad 250 ºС se niobij začne aktivno oksidirati s kisikom ter vstopiti v kemične reakcije z molekulami vodika in dušika. Ti procesi povečajo krhkost kovine in s tem zmanjšajo njeno trdnost.

Ne velja za alergene materiale. Vneseno v človeško telo, ne povzroča reakcije telesa na zavrnitev.
Je kovina prve skupine varljivosti. Zvari so tesni in ne zahtevajo pripravljalnih operacij. Odporen na razpoke.

Sorte zlitin

Glede na vrednost mehanskih lastnosti pri povišanih temperaturah se niobijeve zlitine delijo:

Nizka moč. Delujte znotraj 1100-1150 ºС. Imajo preprost nabor legirnih elementov. To vključuje predvsem cirkonij, titan, tantal, vanadij, hafnij. Trdnost je 18-24 kg / mm2. Ko preseže kritični temperaturni prag, močno pade in postane podoben čistemu niobiju. Glavna prednost so visoke plastične lastnosti pri temperaturah do 30 ºC in dobra tlačna obdelava.
Srednje moč. Njihova delovna temperatura je v območju 1200-1250 ºС. Poleg zgornjih legirnih elementov vsebujejo nečistoče volframa, molibdena, tantala. Glavni namen teh dodatkov je ohranjanje mehanskih lastnosti z naraščajočo temperaturo. Imajo zmerno plastičnost in dobro delujejo s pritiskom. Osupljiv primer zlitine je niobij 5VMT.
Zlitine visoke trdnosti. Uporabljajo se pri temperaturah do 1300 ºС. S kratkotrajno izpostavljenostjo do 1500 ºС. Razlikujejo se po kemični sestavi višje kompleksnosti. Sestavljeni so iz 25 % dodatkov, od katerih sta glavni delež volfram in molibden. Nekatere vrste teh zlitin odlikuje visoka vsebnost ogljika, kar pozitivno vpliva na vrednost njihove toplotne odpornosti. Glavna pomanjkljivost niobija visoke trdnosti je njegova nizka duktilnost, zaradi česar je težko izvesti tehnološko obdelavo. In s tem tudi proizvodnja polizdelkov.

Opozoriti je treba, da so zgoraj navedene kategorije pogojne in dajejo le splošno predstavo o načinu uporabe določene zlitine.

Omeniti je treba tudi spojine, kot sta feroniobij in niobijev oksid.

Feroniobij je spojina niobija z železom, kjer je vsebnost slednjega na ravni 50%. Poleg osnovnih elementov vključuje stotinke titana, žvepla, fosforja, silicija, ogljika. Natančen odstotek elementov je standardiziran z GOST 16773-2003.

Niobijev pentaksid je bel kristalinični prah. Ni občutljiv za raztapljanje v kislini in vodi. Proizvaja se z zgorevanjem niobija v atmosferi kisika. Popolnoma amorfen. Temperatura taljenja 1500 ºС.

Uporaba niobija

Zaradi vseh zgoraj navedenih lastnosti je kovina izjemno priljubljena v različnih panogah. Med številnimi načini njegove uporabe se razlikujejo naslednji položaji:

Uporaba pri metalurgih kot legirni element. Poleg tega so tako črne kot neželezove zlitine legirane z niobijem. Na primer, če ga dodate samo 0,02% sestavi nerjavnega jekla 12X18H10T, povečate njegovo odpornost proti obrabi za 50%. Obogaten z niobijem (0,04 %) postane aluminij popolnoma neobčutljiv na alkalije. Niobij deluje na baker kot utrjevanje jekla, kar poveča njegove mehanske lastnosti za red velikosti. Upoštevajte, da je celo uran dopiran z niobijem.
Niobijev pentoksid je glavna sestavina pri izdelavi visoko ognjevzdržne keramike. Našel je uporabo tudi v obrambni industriji: oklepna očala vojaške opreme, optika z velikim lomnim kotom itd.
Feroniobij se uporablja za legiranje jekel. Njegova glavna naloga je povečati odpornost proti koroziji.
V elektrotehniki se uporabljajo za izdelavo kondenzatorjev in tokovnih usmernikov. Za takšne kondenzatorje je značilna visoka kapacitivnost in izolacijska upornost, majhne dimenzije.
Spojine silicija in germanija z niobijem se pogosto uporabljajo na področju elektronike. Iz njih so izdelani superprevodni solenoidi in elementi tokovnih generatorjev.

Kaj pomeni luna v tehtnici za žensko

Svetla stran Lune v Tehtnici Postanete bolj prilagodljivi, ustvarjalni, očarljivi, dobrodušni in ...
Pomen Jezdeca kovancev v kombinaciji z Veliko Arkano

Z vidika numerologije vitez pomeni žrtvovanje. Interesi in sanje vedeževalke lahko delujejo kot žrtev. Drugo ...
Ugodna napoved krova

Glavni pomeni karte v pokončnem položaju: 1. oseba, ki je našla mir; 2. modrost; 3. uspeh po dolgem poslu; 4....
Stanje zavesti in lekcija za samorazvoj

Tarot čarovnik - pomen te karte je nujen, če želite delati s tarot kartami. Arkan Mag je simbol topline, ...
Razlagalna sanjska knjiga Zakaj gostje sanjajo o sanjski knjigi

Z drugimi ljudmi lahko komunicirate ne le v resnici, ampak tudi v sanjah. Ne uspemo biti vedno sami s sabo ...
Osebnostne lastnosti Device Petelina

Nestandarden in nadarjen moški Devica-Petelin je skoraj vedno v središču pozornosti drugih. Zahvale gredo...

2021-11-13 02:02:30

Naprej k ustvarjanju družine

Članek na temo: "sanjska knjiga kokoši s piščanci" - vsebuje najnovejše informacije o tej temi za leto 2018 ...
2021-11-13 02:02:30

V kombinaciji z obleko Pentakles

V krovu tarota so različne karte, vendar je veliko bolj prijetno, ko v postavitvi naletimo na pozitivne, ni res ...

2021-11-13 02:02:30

Ljubezenski horoskop ženske Ribe jutri

Zjutraj bodo turobni dogodki. Vaše razpoloženje bo na ničli. Do večera lahko dan ...
2021-11-13 02:02:30

Kaj pomeni kraljica mečev v tarot kartah

Mentalno usmerjena ženska To žensko odlikuje predvsem njena mentalna usmerjenost. Osnovni ...

2021-11-13 02:02:30

Kombinacije z drugimi kartami

Izjemno negativno. Zaradi padca v vedeževanju obljublja tragične dogodke, neuspehe in nestabilnost v poslu. za...
2021-11-13 02:02:30

Vrednost karte pri vedeževanju

3 Tarot karta Carica 3 ARCANUS - CARICA Nad zemljo divja huda nevihta, gosta tema oblakov ...

2021-11-13 02:02:30

Zakaj poleti sanjati o umazanem snegu zunaj okna?

Snežni plaz, padajoče izgorevanje, pometanje vsega na svoji poti, posamezne kepe, ki lomijo drevesa - vse to je znak ...
2021-11-13 02:02:30

As pentakljev v kombinaciji z obleko pokalov

Če je v vaši poravnavi njegovo veličanstvo padel as pentakljev (pogosto ga lahko imenujemo as kovancev, denarjev in ...

2021-11-13 02:02:30
Kaj pomeni žito v sanjah

ABC razlage sanj Žito - simbolizira nagrado za trud življenja Videti kup žita - bogastvo, ...
2021-11-13 02:02:30
Zakaj za žensko sanja plaz

Plaz v sanjah je opozorilo o nepotrebnih tveganjih, nerešenih težavah, pustolovskih ...
2021-11-13 02:02:30
Arcana tarot po datumu rojstva

Ugotovite, katera tarot karta po datumu rojstva velja za vas! Izračun osebne Tarot karte, ki zagotavlja ...
2021-11-13 02:02:30
Vedeževanje o zaročenem s pomočjo vej

Božični prazniki trajajo 12 dni med cerkvenimi prazniki rojstva in krsta Kristusa. slovanski ...
2021-11-13 02:02:30
Sanjal o mrtvem otroku

Videti svoje otroke v sanjah pomeni srečo in dobro počutje, če so videti zdravi, lepi in ...
2021-11-13 02:02:30
Tarot numerologija po datumu rojstva

Tarot karte so skrivnostno znanje, utelešeno v starodavnem kompletu kart. Uporabljajo se ne samo za pridobivanje ...
13.11.2021
Otroci sanjajo o kitajski sanjski knjigi Zhou-gun

Najpogosteje se novorojene drobtine v sanjah pojavljajo kot znanilci sprememb. V starih časih je tak zaplet ...

13.11.2021

Intimne dejavnosti z neznancem v sanjah

Imeli ste precej dvoumne sanje, dragi bralec. Sanje s tujim dekletom so lahko kot ...
13.11.2021

V kombinaciji z Veliko Arkano

Krov tarot kart je edinstvena, edinstvena v svoji vrsti zbirka čarobnih simbolov, ki vam omogočajo, da vidite ...

Niobij - lastnosti, uporaba in zlitine niobija. Uporaba niobija v metalurgiji in industriji Tališče niobija

Tutorstvo

Fizikalne lastnosti niobija

Kemijske lastnosti niobija

Cena niobija za gram

Fizikalne lastnosti niobija

Sorte zlitin

Uporaba niobija

Naključni članki

Kaj pomeni luna v tehtnici za žensko

Pomen Jezdeca kovancev v kombinaciji z Veliko Arkano

Ugodna napoved krova

Stanje zavesti in lekcija za samorazvoj

Razlagalna sanjska knjiga Zakaj gostje sanjajo o sanjski knjigi

Osebnostne lastnosti Device Petelina

Oglaševanje

B-B-Q

Naprej k ustvarjanju družine

V kombinaciji z obleko Pentakles

Tandoor

Ljubezenski horoskop ženske Ribe jutri

Kaj pomeni kraljica mečev v tarot kartah

Ognjišče

Kombinacije z drugimi kartami

Vrednost karte pri vedeževanju

Vogal

Zakaj poleti sanjati o umazanem snegu zunaj okna?

As pentakljev v kombinaciji z obleko pokalov

Novo

Kaj pomeni žito v sanjah

Zakaj za žensko sanja plaz

Arcana tarot po datumu rojstva

Vedeževanje o zaročenem s pomočjo vej

Sanjal o mrtvem otroku

Tarot numerologija po datumu rojstva

Otroci sanjajo o kitajski sanjski knjigi Zhou-gun

Priljubljeno

Intimne dejavnosti z neznancem v sanjah

V kombinaciji z Veliko Arkano