Ural State Mining University

Sa paksa: Mga katangian ng niobium

Pangkat: M-13-3

Mag-aaral: Mokhnashin Nikita

1. Pangkalahatang impormasyon tungkol sa elemento

Mga pisikal na katangian ng niobium

Mga kemikal na katangian ng niobium

Libreng niobium

Niobium oxides at ang kanilang mga asin

Mga compound ng Niobium

Nangunguna sa mga bansa sa paggawa ng niobium

1. Pangkalahatang impormasyon tungkol sa elemento

Ang sangkatauhan ay pamilyar sa elementong sumasakop sa ika-41 na selula sa talahanayan ng Mendeleev sa loob ng mahabang panahon. Ang edad ng kasalukuyang pangalan nito - niobium - ay halos kalahating siglo na mas bata. Nagkataon na dalawang beses nabuksan ang item # 41. Sa unang pagkakataon - noong 1801, sinuri ng Ingles na siyentipiko na si Charles Hatchet ang isang sample ng isang tapat na mineral na ipinadala sa British Museum mula sa Amerika. Mula sa mineral na ito, ibinukod niya ang oksido ng isang dating hindi kilalang elemento. Pinangalanan ni Hatchet ang bagong elementong Colombia, kaya minarkahan ang pinanggalingan nito sa ibang bansa. At ang itim na mineral ay pinangalanang columbite. Pagkalipas ng isang taon, ang Swedish chemist na si Ekeberg ay naghiwalay sa columbite ng oxide ng isa pang bagong elemento na tinatawag na tantalum. Ang pagkakapareho ng mga tambalang Columbium at tantalum ay napakahusay na sa loob ng 40 taon karamihan sa mga chemist ay naniniwala na ang tantalum at columbium ay iisa at iisang elemento.

Noong 1844, sinuri ng German chemist na si Heinrich Rose ang mga sample ng columbite na natagpuan sa Bavaria. Natuklasan niyang muli ang mga oxide ng dalawang metal. Ang isa sa kanila ay isang oxide ng kilala na tantalum. Ang mga oksido ay magkatulad, at upang bigyang-diin ang kanilang pagkakatulad, pinangalanan ni Rose ang elemento na bumubuo sa pangalawang oxide niobium, pagkatapos ni Niobe, anak ng mitolohikal na martir na si Tantalus. Gayunpaman, si Rose, tulad ng Hatchet, ay hindi nakuha ang elementong ito sa isang libreng estado. Ang metallic niobium ay unang nakuha lamang noong 1866 ng Swedish scientist na si Blomstrand sa panahon ng pagbabawas ng niobium chloride na may hydrogen. Sa pagtatapos ng siglo XIX. dalawa pang paraan ang natagpuan para makuha ang elementong ito. Una itong natanggap ni Moissan sa isang electric furnace, binabawasan ang niobium oxide na may carbon, at pagkatapos ay nagawang ibalik ng Goldschmidt ang parehong elemento na may aluminyo. At para tawagan ang element no. 41 in iba't-ibang bansa nagpatuloy sa iba't ibang paraan: sa England at Estados Unidos - na may colombium, sa ibang mga bansa - na may niobium. Ang pagtatapos ng hindi pagkakasundo na ito ay inilagay ng International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) noong 1950. Napagpasyahan na gawing lehitimo ang pangalan ng elementong "niobium" sa lahat ng dako, at ang pangalang "columbite" ay itinalaga sa pangunahing mineral ng niobium. Ang formula nito ay (Fe, Mn) (Nb, Ta) 2 O 6.

Ito ay hindi nagkataon na ang niobium ay itinuturing na isang bihirang elemento: ito ay talagang bihira at sa maliit na dami, palaging nasa anyo ng mga mineral at hindi kailanman sa kanyang katutubong estado. Isang kawili-wiling detalye: sa iba't ibang sangguniang publikasyon ang clarke (nilalaman sa crust ng lupa) ng niobium ay iba. Ito ay higit sa lahat dahil sa ang katunayan na sa mga nakaraang taon ang mga bagong deposito ng mga mineral na naglalaman ng niobium ay natagpuan sa mga bansang Aprikano. Sa "Chemist's Handbook", tomo 1 (M., "Chemistry", 1963) ang mga numero ay ibinigay: 3.2 · 10-5% (1939), 1 · 10-3% (1949) at 2, 4 10- 3% (1954). Ngunit kahit na ang pinakabagong mga numero ay minamaliit: Ang mga deposito ng Africa na natuklasan sa mga nakaraang taon ay hindi kasama dito. Gayunpaman, tinatayang humigit-kumulang 1.5 milyong tonelada ng metallic niobium ang maaaring tunawin mula sa mga mineral ng mga kilalang deposito.

Mga pisikal na katangian ng niobium

Ang Niobium ay isang makintab na silver-gray na metal.

Ang elemental na niobium ay isang sobrang refractory (2468 ° C) at mataas na kumukulo (4927 ° C) na metal na lubos na lumalaban sa maraming kinakaing unti-unti na kapaligiran. Ang lahat ng mga acid, maliban sa hydrofluoric acid, ay hindi kumikilos dito. Ang mga oxidizing acid ay "passivate" ng niobium, na tinatakpan ito ng isang protective oxide film (No. 205). Ngunit sa mataas na temperatura, tumataas ang reaktibiti ng niobium. Kung sa 150 ... 200 ° C lamang ang isang maliit na ibabaw na layer ng metal ay na-oxidized, pagkatapos ay sa 900 ... 1200 ° C ang kapal ng oxide film ay tumataas nang malaki.

Ang crystal lattice ng niobium ay body-centered cubic na may parameter na a = 3.294 Å.

Ang purong metal ay ductile at maaaring igulong sa manipis na sheet (hanggang sa 0.01 mm ang kapal) sa malamig na estado nang walang intermediate annealing.

Posibleng tandaan ang mga naturang katangian ng niobium bilang isang mataas na punto ng pagkatunaw at kumukulo, isang mas mababang function ng trabaho ng mga electron kumpara sa iba pang mga refractory metal - tungsten at molibdenum. Ang huling ari-arian ay nagpapakilala sa kakayahang maglabas ng elektron (paglabas ng mga electron), na ginagamit para sa paggamit ng niobium sa teknolohiyang vacuum. Ang Niobium ay mayroon ding mataas na superconducting transition temperature.

Densidad 8.57 g / cm 3(20 ° C); t pl 2500 ° C; t bale 4927 ° C; presyon ng singaw (sa mm Hg; 1 mm Hg = 133.3 N / m 2) 1 10 -5(2194 ° C), 1 10 -4(2355 ° C), 6 10 -4(sa t pl ), 1 10-3 (2539 ° C).

Sa mga nakapaligid na temperatura, ang niobium ay matatag sa hangin. Ang simula ng oksihenasyon (tarnishing films) ay sinusunod kapag ang metal ay pinainit sa 200 - 300 ° C. Sa itaas ng 500 °, ang mabilis na oksihenasyon ay nangyayari sa pagbuo ng oxide Nb2 O 5.

Thermal conductivity sa W / (m · K) sa 0 ° C at 600 ° C, ayon sa pagkakabanggit 51.4 at 56.2, pareho sa cal / (cm · sec · ° C) 0.125 at 0.156. Tukoy na volumetric electrical resistance sa 0 ° C 15.22 10 -8oum m (15.22 10 -6ohm cm). Ang superconducting transition temperature ay 9.25 K. Ang Niobium ay paramagnetic. Ang work function ng mga electron ay 4.01 eV.

Ang Purong Niobium ay madaling ma-pressure sa lamig at nagpapanatili ng kasiya-siyang mekanikal na katangian sa mataas na temperatura. Ang sukdulang lakas nito sa 20 at 800 ° C ay 342 at 312 MN / m, ayon sa pagkakabanggit. 2, pareho sa kgf / mm 234.2 at 31.2; pagpahaba sa 20 at 800 ° C, ayon sa pagkakabanggit, 19.2 at 20.7%. Brinell tigas ng purong niobium 450, teknikal na 750-1800 Mn / m 2... Ang mga impurities ng ilang elemento, lalo na ang hydrogen, nitrogen, carbon at oxygen, ay lubhang nakakapinsala sa ductility at nagpapataas ng tigas ng niobium.

3. Mga kemikal na katangian ng niobium

Lalo na pinahahalagahan ang Niobium para sa paglaban nito sa mga inorganic at organikong sangkap.

Mayroong pagkakaiba sa kemikal na pag-uugali ng pulbos at bukol na metal. Ang huli ay mas matatag. Ang mga metal ay hindi kumikilos dito, kahit na pinainit sa mataas na temperatura. Ang mga likidong alkali na metal at ang kanilang mga haluang metal, bismuth, lead, mercury, lata ay maaaring makipag-ugnayan sa niobium sa loob ng mahabang panahon nang hindi binabago ang mga katangian nito. Kahit na ang mga malakas na oxidant tulad ng perchloric acid, "aqua regia", hindi banggitin ang nitric, sulfuric, hydrochloric at lahat ng iba pa, ay walang magagawa dito. Ang mga solusyon sa alkalina ay wala ring epekto sa niobium.

Gayunpaman, mayroong tatlong reagents na maaaring mag-convert ng niobium metal sa mga kemikal na compound. Ang isa sa kanila ay isang molten hydroxide ng isang alkali metal:

Nb + 4NaOH + 5О2 = 4NaNbO3 + 2H2О

Ang dalawa pa ay hydrofluoric acid (HF) o ang pinaghalong nitric acid (HF + HNO). Sa kasong ito, nabuo ang mga fluoride complex, ang komposisyon nito ay higit na nakasalalay sa mga kondisyon ng reaksyon. Ang elemento ay sa anumang kaso kasama sa anion ng 2- o 2- uri.

Kung kukuha tayo ng powdered niobium, ito ay medyo mas aktibo. Halimbawa, sa molten sodium nitrate, nag-aapoy pa nga ito, nagiging oxide. Ang compact niobium ay nagsisimulang mag-oxidize kapag pinainit sa itaas ng 200 ° C, at ang pulbos ay natatakpan ng isang oxide film na nasa 150 ° C. Kasabay nito, ang isa sa mga kahanga-hangang katangian ng metal na ito ay ipinakita - pinapanatili nito ang plasticity.

Sa anyo ng sawdust, kapag pinainit sa itaas 900 ° C, ganap itong nasusunog sa Nb2O5. Nasusunog nang husto sa isang stream ng chlorine:

Nb + 5Cl2 = 2NbCl5

Tumutugon sa asupre kapag pinainit. Mahirap ang haluang metal sa karamihan ng mga metal. Mayroong, marahil, dalawang pagbubukod lamang: bakal, kung saan nabuo ang mga solidong solusyon ng iba't ibang mga ratio, at aluminyo, na may isang tambalang Al2Nb na may niobium.

Anong mga katangian ng niobium ang tumutulong dito na labanan ang pagkilos ng pinakamalakas na acid-oxidizing agent? Ito ay lumalabas na hindi ito tumutukoy sa mga katangian ng metal, ngunit sa mga tampok ng mga oxide nito. Kapag nakikipag-ugnay sa mga ahente ng oxidizing, isang napaka manipis (at samakatuwid ay hindi nakikita), ngunit napaka siksik na layer ng mga oxide ay lumilitaw sa ibabaw ng metal. Ang layer na ito ay nagiging isang hindi malulutas na balakid sa landas ng ahente ng oxidizing sa isang malinis na ibabaw ng metal. Ang ilang mga kemikal na reagents lamang, lalo na ang fluorine anion, ang maaaring tumagos dito. Samakatuwid, mahalagang ang metal ay na-oxidized, ngunit halos walang mga resulta ng oksihenasyon na kapansin-pansin dahil sa pagkakaroon ng isang manipis na proteksiyon na pelikula. Ang passivity patungo sa dilute sulfuric acid ay ginagamit upang lumikha ng isang alternating current rectifier. Ito ay nakaayos nang simple: ang mga platinum at niobium plate ay inilubog sa isang 0.05 m sulfuric acid solution. Ang Niobium sa isang passivated na estado ay maaaring magsagawa ng kasalukuyang kung ito ay isang negatibong elektrod - isang cathode, i.e. ang mga electron ay maaaring dumaan sa layer ng oxide mula lamang sa gilid ng metal. Ang landas ng mga electron mula sa solusyon ay sarado. Samakatuwid, kapag ang isang alternating kasalukuyang ay dumaan sa naturang aparato, pagkatapos ay isang yugto lamang ang pumasa, kung saan ang platinum ay ang anode, at ang niobium ay ang katod.

niobium metal halogen

4. Niobium sa isang libreng estado

Napakaganda nito na sa isang pagkakataon sinubukan nilang gumawa ng mga alahas mula dito: na may mapusyaw na kulay abo, ang niobium ay kahawig ng platinum. Sa kabila ng mataas na pagkatunaw nito (2500 ° C) at mga punto ng kumukulo (4840 ° C), ang anumang produkto ay madaling gawin mula dito. Ang metal ay napaka-ductile na maaari itong iproseso sa lamig. Napakahalaga na mapanatili ng niobium ang mga mekanikal na katangian nito sa mataas na temperatura. Totoo, tulad ng sa kaso ng vanadium, kahit na ang maliliit na impurities ng hydrogen, nitrogen, carbon at oxygen ay lubos na binabawasan ang plasticity at pinatataas ang katigasan. Ang Niobium ay nagiging malutong sa mga temperatura mula -100 hanggang -200 ° C.

Ang pagkuha ng niobium sa isang ultrapure at compact na anyo ay naging posible sa paglahok ng teknolohiya sa mga nakaraang taon. Ang buong teknolohikal na proseso ay kumplikado at tumatagal ng oras. Sa pangkalahatan, nahahati ito sa 4 na yugto:

1.pagkuha ng concentrate: ferroniobium o ferrotantaloniobium;

.pagbubukas ng concentrate - paglipat ng niobium (at tantalum) sa anumang hindi matutunaw na mga compound upang paghiwalayin ito mula sa karamihan ng concentrate;

.paghihiwalay ng niobium at tantalum at pagkuha ng kanilang mga indibidwal na compound;

.pagkuha at pagdadalisay ng mga metal.

Ang unang dalawang hakbang ay medyo diretso at karaniwan, kahit na nakakaubos ng oras. Ang antas ng paghihiwalay ng niobium at tantalum ay tinutukoy ng ikatlong yugto. Ang pagnanais na makakuha ng mas maraming niobium at lalo na ang tantalum hangga't maaari ay pinilit ang paghahanap para sa pinakabagong mga paraan ng paghihiwalay: pumipili ng pagkuha, pagpapalitan ng ion, pagwawasto ng mga compound ng mga elementong ito na may mga halogens. Bilang resulta, ang alinman sa oxide o tantalum at niobium pentachlorides ay nakuha nang hiwalay. Sa huling yugto, ang pagbabawas na may karbon (soot) ay ginagamit sa isang stream ng hydrogen sa 1800 ° C, at pagkatapos ay ang temperatura ay nadagdagan sa 1900 ° C at ang presyon ay binabaan. Ang carbide na nakuha sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan sa karbon ay tumutugon sa Nb2O5:

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

at lumilitaw ang niobium powder. Kung, bilang isang resulta ng paghihiwalay ng niobium mula sa tantalum, hindi isang oksido ang nakuha, ngunit isang asin, pagkatapos ay ginagamot ito ng metal na sodium sa 1000 ° C at nakuha din ang pulbos na niobium. Samakatuwid, sa karagdagang pagbabago ng pulbos sa isang compact monolith, ang remelting ay isinasagawa sa isang arc furnace, at ang electron beam at zone melting ay ginagamit upang makakuha ng mga solong kristal ng mataas na purong niobium.

Niobium oxides at ang kanilang mga asin

Ang bilang ng mga compound na may oxygen sa niobium ay maliit, mas mababa kaysa sa vanadium. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa mga compound na tumutugma sa estado ng oksihenasyon +4, +3 at +2, ang niobium ay lubhang hindi matatag. Kung ang atom ng elementong ito ay nagsimulang mag-abuloy ng mga electron, kung gayon ito ay may posibilidad na mag-abuloy ng lahat ng lima upang ipakita ang isang matatag na pagsasaayos ng elektroniko.

Kung ihahambing natin ang mga ions ng parehong estado ng oksihenasyon ng dalawang kapitbahay sa pangkat - vanadium at niobium, kung gayon ang isang pagtaas sa mga katangian patungo sa mga metal ay matatagpuan. Ang acidic na katangian ng Nb2O5 oxide ay kapansin-pansing mas mahina kaysa sa vanadium (V) oxide. Hindi ito bumubuo ng acid kapag natunaw. Lamang kapag ang pagsasanib sa alkalis o carbonates ay lumilitaw ang mga acidic na katangian nito:

O5 + 3Nа2СО3 = 2Nа3NbO4 + ЗС02

Ang asin na ito - sodium orthoniobate - ay katulad ng parehong mga asing-gamot ng orthophosphoric at orthovanadic acids. Gayunpaman, sa phosphorus at arsenic, ang orthoform ay ang pinaka-matatag, at ang isang pagtatangka upang makakuha ng orthoniobate sa dalisay nitong anyo ay nabigo. Kapag pinoproseso ang haluang metal na may tubig, hindi ang Na3NbO4 na asin ang inilabas, ngunit ang NaNbO3 metaniobate. Ito ay isang walang kulay na pinong mala-kristal na pulbos na halos hindi natutunaw sa malamig na tubig. Dahil dito, sa niobium sa pinakamataas na estado ng oksihenasyon, hindi ang ortho-, ngunit ang meta-form ng mga compound na mas matatag.

Sa iba pang mga compound ng niobium (V) oxide na may mga pangunahing oxide, kilala ang mga diniobate K4Nb2O7, na nakapagpapaalaala sa mga pyro acid, at polyniobates (bilang anino ng polyphosphoric at polyvanadium acids) na may tinatayang mga formula na K7Nb5O16.nH2O at K8Nb6O19.mH. Ang nabanggit na mga asing-gamot, na tumutugma sa mas mataas na niobium oxide, ay naglalaman ng elementong ito sa anion. Ang anyo ng mga asing-gamot na ito ay nagpapahintulot sa amin na isaalang-alang ang mga ito na mga derivatives ng niobium. mga acid. Ang mga acid na ito ay hindi maaaring makuha sa kanilang dalisay na anyo, dahil mas maituturing silang mga oxide na may kaugnayan sa mga molekula ng tubig. Halimbawa, ang meta-form ay Nb2O5. H2O, at ang orgo form ay Nb2O5. 3H2O. Kasama ng mga naturang compound, ang niobium ay may iba pa, kung saan ito ay kasama na sa cation. Ang Niobium ay hindi bumubuo ng mga simpleng asin tulad ng sulfates, nitrates, atbp. Kapag nakikipag-ugnayan sa sodium hydrosulfate NaHSO4 o sa nitrogen oxide N2O4, lumilitaw ang mga substance na may kumplikadong cation: Nb2O2 (SO4) 3. Ang mga cation sa mga asing-gamot na ito ay kahawig ng vanadium cation na may pagkakaiba lamang na dito ang ion ay limang-sisingilin, habang sa vanadium ang estado ng oksihenasyon sa vanadyl ion ay apat. Ang parehong kation NbO3 + ay kasama sa komposisyon ng ilang mga kumplikadong asing-gamot. Ang Nb2O5 oxide ay madaling natutunaw sa may tubig na hydrofluoric acid. Ang kumplikadong asin K2 ay maaaring ihiwalay sa mga naturang solusyon. H2O.

Sa batayan ng isinasaalang-alang na mga reaksyon, maaari itong tapusin na ang niobium sa pinakamataas na estado ng oksihenasyon ay maaaring isama kapwa sa komposisyon ng mga anion at sa komposisyon ng cation. Nangangahulugan ito na ang pentavalent niobium ay amphoteric, ngunit mayroon pa ring makabuluhang pamamayani ng mga acidic na katangian.

Mayroong ilang mga paraan upang makakuha ng Nb2O5. Una, ang pakikipag-ugnayan ng niobium sa oxygen kapag pinainit. Pangalawa, ang calcination ng niobium salts sa hangin: sulfide, nitride o carbide. Pangatlo, ang pinakakaraniwang paraan ay ang hydrate dehydration. Ang hydrated oxide Nb2O5 ay namuo mula sa mga may tubig na solusyon ng mga asing-gamot na may puro acids. xH2O. Pagkatapos, kapag ang mga solusyon ay natunaw, isang puting oxide namuo ang mga form. Ang dehydration ng Nb2O5 xH2O sludge ay sinamahan ng paglabas ng init. Ang buong misa ay umiinit. Ito ay dahil sa pagbabago ng amorphous oxide sa isang mala-kristal na anyo. Ang Niobium oxide ay may dalawang kulay. Sa normal na kondisyon ito ay puti, ngunit nagiging dilaw kapag pinainit. Gayunpaman, sa sandaling lumamig ang oksido, nawawala ang kulay. Ang oxide ay matigas ang ulo (melting point = 1460 ° C) at non-volatile.

Ang mas mababang estado ng oksihenasyon ng niobium ay tumutugma sa NbО2 at NbО. Ang una sa dalawang ito ay isang itim na pulbos na may asul na kinang. Ang NbO2 ay nakuha mula sa Nb2O5 sa pamamagitan ng pagkuha ng oxygen na may magnesium o hydrogen sa temperatura na halos isang libong degree:

O5 + H2 = 2NbO2 + H2O

Sa hangin, ang tambalang ito ay madaling nagbabalik sa mas mataas na oxide Nb2O5. Ang katangian nito ay medyo lihim, dahil ang oksido ay hindi matutunaw alinman sa tubig o sa mga acid. Ngunit siya ay kredito sa isang acidic na karakter sa batayan ng pakikipag-ugnayan sa mainit na may tubig alkali; sa kasong ito, gayunpaman, ang oksihenasyon ay nangyayari sa isang limang-sisingilin na ion.

Mukhang hindi ganoon kalaki ang pagkakaiba ng isang elektron, ngunit hindi katulad ng Nb2O5, ang NbO2 oxide ay nagsasagawa ng electric current. Malinaw, mayroong isang metal-metal na bono sa tambalang ito. Kung sinasamantala mo ang kalidad na ito, pagkatapos kapag pinainit ng isang malakas na alternating current, maaari mong isuko ang oxygen sa NbO2.

Sa pagkawala ng oxygen, ang NbO2 ay nagiging oxide NbO, at pagkatapos ang lahat ng oxygen ay nahahati nang mas mabilis. Kaunti ang nalalaman tungkol sa mas mababang niobium oxide NbO. Ito ay may metal na kinang at katulad ng hitsura sa metal. Perpektong nagsasagawa ng electric current. Sa isang salita, kumikilos ito na parang walang oxygen sa komposisyon nito. Kahit na, tulad ng karaniwang metal, marahas itong tumutugon sa chlorine kapag pinainit at nagiging oxychloride:

2NbO + 3Cl2 = 2NbOCl3

Inililipat nito ang hydrogen mula sa hydrochloric acid (parang hindi ito isang oxide, ngunit isang metal tulad ng zinc):

NbO + 6HCl = 2NbOCl3 + 3H2

Ang NbO ay maaaring makuha sa purong anyo sa pamamagitan ng pagkalkula ng nabanggit na kumplikadong asin ng K2 na may metal na sodium:

К2 + 3Na = NbO + 2KF + 3NaF

Ang NbO oxide ay may pinakamataas na punto ng pagkatunaw ng 1935 ° C sa lahat ng niobium oxides. Upang linisin ang niobium mula sa oxygen, ang temperatura ay tumaas sa 2300 - 2350 ° C, pagkatapos, kasabay ng pagsingaw, ang NbO ay nabubulok sa oxygen at metal. Nagaganap ang pagdadalisay (paglilinis) ng metal.

Mga compound ng Niobium

Ang kuwento tungkol sa elemento ay hindi kumpleto nang hindi binabanggit ang mga compound nito na may mga halogens, carbide at nitride. Mahalaga ito sa dalawang kadahilanan. Una, salamat sa mga fluoride complex, posibleng paghiwalayin ang niobium mula sa walang hanggang kasamang tantalum nito. Pangalawa, ang mga compound na ito ay nagpapakita sa amin ng mga katangian ng niobium bilang isang metal.

Pakikipag-ugnayan ng mga halogens na may metal na niobium:

Maaaring makuha ang Nb + 5Cl2 = 2NbCl5, lahat ng posibleng niobium penthalides.

Ang Pentafluoride NbF5 (melting point = 76 ° C) ay walang kulay sa likidong estado at sa singaw. Tulad ng vanadium pentafluoride, ito ay polymeric sa likido nitong estado. Ang mga atomo ng Niobium ay nakaugnay sa isa't isa sa pamamagitan ng mga atomo ng fluorine. Sa solidong anyo, mayroon itong istraktura na binubuo ng apat na molekula (Larawan 2).

kanin. 2. Ang solidong istraktura ng NbF5 at TaF5 ay binubuo ng apat na molekula.

Ang mga solusyon sa hydrofluoric acid H2F2 ay naglalaman ng iba't ibang mga kumplikadong ion:

H2F2 = H2; + H2O = H2

Potassium salt K2. Ang H2O ay mahalaga para sa paghihiwalay ng niobium mula sa tantalum, dahil, hindi tulad ng tantalum salt, ito ay lubos na natutunaw.

Ang natitirang bahagi ng niobium penthalides ay maliwanag na kulay: NbCl5 dilaw, NbBr5 lila-pula, NbI2 kayumanggi. Ang lahat ng mga ito ay napakaganda nang walang agnas sa kapaligiran ng kaukulang halogen; sa pares sila ay mga monomer. Ang kanilang mga natutunaw at kumukulo na mga punto ay tumataas sa pagpunta mula sa klorin hanggang sa bromine at yodo. Ang ilan sa mga paraan upang makakuha ng penthalides ay ang mga sumusunod:

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

2NbCl5 + 5F22NbF5 + 5Cl2

Ang mga penthalides ay madaling natutunaw sa mga organikong solvent: eter, chloroform, alkohol. Gayunpaman, sila ay ganap na nabubulok sa tubig - sila ay hydrolyzed. Bilang resulta ng hydrolysis, dalawang acid ang nakuha - hydrohalogenic at niobic. Halimbawa,

4H2O = 5HCl + H3NbO4

Kapag ang hydrolysis ay hindi kanais-nais, pagkatapos ay ang ilang malakas na acid ay ipinakilala at ang equilibrium ng proseso na inilarawan sa itaas ay inilipat patungo sa NbCl5. Sa kasong ito, ang pentahalide ay natutunaw nang hindi sumasailalim sa hydrolysis,

Ang Niobium carbide ay nararapat na espesyal na pasasalamat mula sa mga metalurgist. Sa anumang bakal, mayroong carbon; niobium, na nagbubuklod nito sa carbide, nagpapabuti sa kalidad ng haluang metal na bakal. Karaniwan kapag hinang hindi kinakalawang na asero, ang tahi ay may mas mababang lakas. Ang pagpapakilala ng 200 g bawat tonelada ng niobium ay nakakatulong upang maitama ang kakulangan na ito. Kapag pinainit, ang niobium ay bumubuo ng isang tambalan na may carbon - carbide, bago ang lahat ng iba pang mga bakal na metal. Ang tambalang ito ay medyo plastik at sa parehong oras ay nakatiis sa mga temperatura hanggang sa 3500 ° C. Ang isang layer ng carbide na kalahating milimetro lamang ang kapal ay sapat na upang maprotektahan ang mga metal at, higit sa lahat, ang grapayt mula sa kaagnasan. Maaaring makuha ang karbida sa pamamagitan ng pag-init ng metal o niobium (V) oxide na may carbon o carbon-containing gas (CH4, CO).

Ang Niobium nitride ay isang tambalang hindi apektado ng anumang mga acid at kahit na "aqua regia" kapag pinakuluan; lumalaban sa tubig. Ang tanging bagay kung saan maaari itong pilitin na makipag-ugnayan ay ang kumukulong alkali. Sa kasong ito, nabubulok ito sa pagpapalabas ng ammonia.

Ang NbN nitride ay mapusyaw na kulay abo na may madilaw na kulay. Ito ay matigas ang ulo (temp. 2300 ° C), ay may kapansin-pansing katangian - sa temperatura na malapit sa absolute zero (15.6 K, o -267.4 ° C), mayroon itong superconductivity.

Sa mga compound na naglalaman ng niobium sa isang mas mababang estado ng oksihenasyon, ang mga halides ay pinakamahusay na kilala. Ang lahat ng lower halides ay madilim na mala-kristal na solido (mula sa madilim na pula hanggang itim). Bumababa ang kanilang katatagan habang bumababa ang estado ng oksihenasyon ng metal.

Paglalapat ng niobium sa iba't ibang industriya

Ang paggamit ng niobium para sa mga haluang metal

Ang bakal na haluang metal ng Niobium ay may mahusay na paglaban sa kaagnasan. Pinapataas din ng Chromium ang corrosion resistance ng bakal at mas mura kaysa sa niobium. Ang mambabasa na ito ay tama at mali sa parehong oras. Mali dahil nakalimutan ko ang isang bagay.

Sa chromium-nickel steel, tulad ng sa anumang iba pang bakal, palaging may carbon. Ngunit ang carbon ay pinagsama sa chromium upang bumuo ng carbide, na ginagawang mas malutong ang bakal. Ang Niobium ay may higit na pagkakaugnay para sa carbon kaysa chromium. Samakatuwid, kapag ang niobium ay idinagdag sa bakal, ang niobium carbide ay kinakailangang mabuo. Ang bakal na haluang metal na may niobium ay nakakakuha ng mataas na mga katangian ng anti-corrosion at hindi nawawala ang ductility nito. Ang nais na epekto ay makakamit kapag 200 g lamang ng metallic niobium ang idinagdag sa isang toneladang bakal. At ang niobium ay nagbibigay sa chromium-mangaite steel ng mataas na wear resistance.

Maraming non-ferrous na metal ang pinaghalo rin ng niobium. Kaya, ang aluminyo, na madaling natutunaw sa alkalis, ay hindi tumutugon sa kanila kung 0.05% lamang ng niobium ang idinagdag dito. At ang tanso, na kilala sa lambot nito, at marami sa mga haluang metal nito, ang niobium ay tila tumigas. Pinatataas nito ang lakas ng mga metal tulad ng titanium, molibdenum, zirconium, at sa parehong oras ay pinatataas ang kanilang paglaban sa init at paglaban sa init.

Ngayon ang mga katangian at kakayahan ng niobium ay pinahahalagahan sa kanilang tunay na halaga sa pamamagitan ng aviation, mechanical engineering, radio engineering, industriya ng kemikal, at nuclear power. Lahat sila ay naging mga mamimili ng niobium.

Isang natatanging pag-aari - ang kawalan ng isang kapansin-pansing pakikipag-ugnayan ng niobium sa uranium sa mga temperatura hanggang sa 1100 ° C at, bilang karagdagan, mahusay na thermal conductivity, isang maliit na epektibong cross section ng pagsipsip para sa mga thermal neutron na ginawa niobium isang malubhang katunggali sa mga metal na kinikilala sa nuclear industriya - aluminyo, beryllium at zirconium. Bukod dito, mababa ang artificial (induced) radioactivity ng niobium. Samakatuwid, maaari itong gamitin upang gumawa ng mga lalagyan para sa pag-iimbak ng radioactive na basura o mga instalasyon para sa kanilang paggamit.

Ang industriya ng kemikal ay gumagamit ng medyo maliit na niobium, ngunit ito ay dahil lamang sa kakulangan nito. Ang mga kagamitan para sa paggawa ng mga acid na may mataas na kadalisayan ay minsan ay ginawa mula sa mga haluang metal na naglalaman ng niobium at, mas bihira, mula sa sheet niobium. Ang kakayahan ng niobium na maimpluwensyahan ang rate ng ilang mga reaksiyong kemikal ay ginagamit, halimbawa, sa synthesis ng alkohol mula sa butadiene.

Ang teknolohiya ng rocket at space ay naging mga mamimili din ng elemento No. 41. Hindi lihim na ang ilang dami ng elementong ito ay umiikot na sa malapit na mga orbit sa lupa. Ang ilang bahagi ng mga rocket at onboard na kagamitan ng mga artipisyal na earth satellite ay ginawa mula sa mga haluang metal na naglalaman ng niobium at purong niobium.

Paggamit ng niobium sa ibang mga industriya

Ang mga sheet at bar ng Niobium ay ginagamit upang gumawa ng "mainit na mga kabit" (ibig sabihin, pinainit na mga bahagi) - anodes, grids, hindi direktang pinainit na mga cathode at iba pang bahagi ng mga electronic lamp, lalo na ang mga makapangyarihang generator lamp.

Bilang karagdagan sa purong metal, ang mga haluang metal ng tantalum-niobium ay ginagamit para sa parehong mga layunin.

Ang Niobium ay ginamit upang gumawa ng mga electrolytic capacitor at kasalukuyang mga rectifier. Dito, ginamit namin ang kakayahan ng niobium na bumuo ng isang matatag na oxide film sa panahon ng anodic oxidation. Ang oxide film ay matatag sa acidic electrolytes at pumasa sa kasalukuyang lamang sa direksyon mula sa electrolyte sa metal. Ang mga capacitor ng Niobium na may solid electrolyte ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na kapasidad na may maliliit na sukat, mataas na paglaban sa pagkakabukod.

Ang mga elemento ng Niobium capacitor ay ginawa mula sa manipis na foil o porous na mga plato na pinindot mula sa mga pulbos na metal.

Ang resistensya ng kaagnasan ng niobium sa mga acid at iba pang mga kapaligiran, na sinamahan ng mataas na thermal conductivity at plasticity, ay ginagawa itong isang mahalagang materyal na istruktura para sa mga kagamitan sa mga industriya ng kemikal at metalurhiko. Ang Niobium ay nagtataglay ng kumbinasyon ng mga katangian na nakakatugon sa mga kinakailangan ng industriya ng nuclear power para sa mga istrukturang materyales.

Hanggang sa 900 ° C, ang niobium ay mahinang nakikipag-ugnayan sa uranium at angkop para sa paggawa ng mga proteksiyon na shell para sa mga elemento ng uranium fuel ng mga power reactor. Sa kasong ito, posible na gumamit ng mga likidong metal na heat carrier: sodium o isang haluang metal ng sodium na may potasa, kung saan ang niobium ay hindi nakikipag-ugnayan hanggang sa 600 ° C. Upang mapataas ang survivability ng uranium fuel elements, ang uranium ay doped ng niobium (~ 7% niobium). Ang niobium additive ay nagpapatatag ng protective oxide film sa uranium, na nagpapataas ng resistensya nito sa singaw ng tubig.

Ang Niobium ay matatagpuan sa iba't ibang mga superalloy para sa mga gas turbine sa mga jet engine. Ang niobium alloying ng molibdenum, titanium, zirconium, aluminyo at tanso ay kapansin-pansing nagpapabuti sa mga katangian ng mga metal na ito, pati na rin ang kanilang mga haluang metal. Mayroong mataas na temperatura na mga haluang metal batay sa niobium bilang isang istrukturang materyal para sa mga bahagi ng mga jet engine at missiles (paggawa ng mga blades ng turbine, mga dulo ng mga pakpak, mga dulo ng ilong ng sasakyang panghimpapawid at mga missile, at balat ng rocket). Ang niobium at mga haluang metal batay dito ay maaaring magamit sa mga operating temperatura na 1000 - 1200 ° C.

Ang Niobium carbide ay matatagpuan sa ilang tungsten carbide carbide grade na ginagamit para sa pagputol ng mga bakal.

Ang Niobium ay malawakang ginagamit bilang isang alloying additive sa mga bakal. Ang pagdaragdag ng niobium sa halagang 6 hanggang 10 beses na mas mataas kaysa sa nilalaman ng carbon sa bakal ay nag-aalis ng intergranular corrosion ng hindi kinakalawang na asero at pinoprotektahan ang mga welds mula sa pagkasira.

Ginagamit din ang Niobium sa iba't ibang mga high-temperature na bakal (halimbawa, para sa mga gas turbine), pati na rin sa mga tool at magnetic steel.

Ang Niobium ay ipinakilala sa bakal sa isang haluang metal na may bakal (ferroniobium) na naglalaman ng hanggang 60% Nb. Bilang karagdagan, ang ferrotantaloniobium ay ginagamit na may ibang ratio sa pagitan ng tantalum at niobium sa ferroalloy.

Sa organic synthesis, ang ilang mga niobium compound (fluoride complex salts, oxides) ay ginagamit bilang mga catalyst.

Ang paggamit at produksyon ng niobium ay mabilis na lumalaki, na dahil sa kumbinasyon ng mga katangian nito tulad ng refractoriness, maliit na cross-section para sa pagkuha ng mga thermal neutron, ang kakayahang bumuo ng heat-resistant, superconducting at iba pang mga haluang metal, corrosion resistance, getter mga katangian, mababang function ng trabaho ng mga electron, mahusay na workability sa pamamagitan ng presyon sa malamig at weldability. Ang mga pangunahing larangan ng aplikasyon ng niobium: rocketry, aviation at space technology, radio engineering, electronics, chemical apparatus engineering, nuclear power.

Paglalapat ng metallic niobium

Ang mga bahagi ng sasakyang panghimpapawid ay gawa sa purong niobium o mga haluang metal nito; casings para sa uranium at plutonium fuel elements; mga lalagyan at tubo; para sa mga likidong metal; mga bahagi para sa mga electrolytic capacitor; "Mainit" na mga kabit para sa electronic (para sa mga pag-install ng radar) at makapangyarihang mga generator lamp (anodes, cathodes, grids, atbp.); kagamitang lumalaban sa kaagnasan sa industriya ng kemikal.

Ang Niobium ay pinagsama sa iba pang mga non-ferrous na metal, kabilang ang uranium.

Ginagamit ang Niobium sa mga cryotron - mga elemento ng superconducting ng mga computer. Ang Niobium ay kilala rin sa paggamit sa mga nagpapabilis na istruktura sa Large Hadron Collider.

Niobium intermetallic compounds at alloys

Ang Nb3Sn stannide at niobium-titanium-zirconium alloy ay ginagamit upang gumawa ng mga superconducting solenoids.

Ang niobium at mga haluang metal na may tantalum sa maraming kaso ay pinapalitan ang tantalum, na nagbibigay ng mahusay na epekto sa ekonomiya (ang niobium ay mas mura at halos dalawang beses na mas magaan kaysa sa tantalum).

Ang Ferroniobium ay ipinakilala sa hindi kinakalawang na chromium-nickel steels upang maiwasan ang kanilang intergranular corrosion at pagkasira, at sa iba pang mga uri ng bakal upang mapabuti ang kanilang mga katangian.

Ang Niobium ay ginagamit para sa pagmimina ng mga nakolektang barya. Kaya, inaangkin ng Bank of Latvia na ang niobium ay ginagamit kasama ng pilak sa mga collector's 1 lats coins.

Application ng niobium compounds O5 catalyst sa industriya ng kemikal;

sa paggawa ng mga refractory, cermet, espesyal. salamin, nitride, carbide, niobates.

Ang Niobium carbide (mp 3480 ° C) sa isang haluang metal na may zirconium carbide at uranium-235 carbide ay ang pinakamahalagang materyal sa istruktura para sa mga elemento ng gasolina ng solid-phase nuclear jet engine.

Ang Niobium nitride NbN ay ginagamit para sa paggawa ng manipis at ultrathin superconducting na mga pelikula na may kritikal na temperatura na 5 hanggang 10 K na may makitid na paglipat ng pagkakasunud-sunod na 0.1 K

Niobium sa gamot

Ang mataas na resistensya ng kaagnasan ng niobium ay naging posible na gamitin ito sa medisina. Ang mga thread ng Niobium ay hindi nakakainis sa buhay na tisyu at mahusay na pinagdugtong dito. Matagumpay na ginamit ng reconstructive surgery ang gayong mga sinulid upang tahiin ang mga punit na litid, mga daluyan ng dugo, at maging ang mga nerbiyos.

Application sa alahas

Ang Niobium ay hindi lamang nagtataglay ng isang hanay ng mga katangian na kinakailangan para sa pamamaraan, ngunit mukhang medyo maganda. Sinubukan ng mga alahas na gamitin ang puting makintab na metal na ito para sa paggawa ng mga wrist watch case. Ang mga haluang metal ng niobium na may tungsten o rhenium kung minsan ay pinapalitan ang mga marangal na metal: ginto, platinum, iridium. Ang huli ay lalong mahalaga, dahil ang haluang metal ng niobium na may rhenium ay hindi lamang mukhang metal na iridium, ngunit halos kasing wear-resistant. Pinahintulutan nito ang ilang mga bansa na magbigay ng mamahaling iridium sa paggawa ng paghihinang para sa mga fountain pen.

Pagmimina ng Niobium sa Russia

Sa mga nagdaang taon, ang produksyon ng niobium sa mundo ay nasa antas na 24-29 libong tonelada. Dapat pansinin na ang merkado ng niobium sa mundo ay makabuluhang monopolyo ng kumpanya ng Brazil na CBMM, na nagkakahalaga ng halos 85% ng produksyon ng mundo ng niobium.

Ang Japan ang pangunahing mamimili ng mga produktong naglalaman ng niobium (pangunahing kabilang dito ang ferroniobium). Ang bansang ito taun-taon ay nag-aangkat ng mahigit 4 na libong tonelada ng ferroniobium mula sa Brazil. Samakatuwid, ang mga presyo ng pag-import ng Hapon para sa mga produktong naglalaman ng niobium ay maaaring kunin nang may malaking kumpiyansa upang maging malapit sa average ng mundo. Sa mga nakalipas na taon, nagkaroon ng pataas na kalakaran sa mga presyo para sa ferroniobium. Ito ay dahil sa lumalagong aplikasyon nito para sa produksyon ng mga low-alloy steel na inilaan pangunahin para sa mga pipeline ng langis at gas. Sa pangkalahatan, dapat tandaan na sa nakalipas na 15 taon, ang pagkonsumo ng niobium sa mundo ay tumataas ng average na 4-5% taun-taon.

Nang may panghihinayang, dapat aminin na ang Russia ay nasa "sidelines" ng niobium market. Noong unang bahagi ng 90s, ayon sa mga eksperto ng Giredmet, humigit-kumulang 2 libong tonelada ng niobium (sa mga tuntunin ng niobium oxide) ang ginawa at natupok sa dating USSR. Sa kasalukuyan, ang pagkonsumo ng mga produktong niobium ng industriya ng Russia ay hindi lalampas lamang sa 100-200 tonelada. Dapat tandaan na ang mga makabuluhang kapasidad ng produksyon ng niobium ay nilikha sa dating USSR, na nakakalat sa iba't ibang mga republika - Russia, Estonia, Kazakhstan. Ang tradisyonal na tampok na ito ng pag-unlad ng industriya sa USSR ay naglagay na ngayon ng Russia sa isang napakahirap na posisyon sa maraming uri ng mga hilaw na materyales at metal. Ang merkado ng niobium ay nagsisimula sa paggawa ng niobium na naglalaman ng mga hilaw na materyales. Ang pangunahing uri nito sa Russia ay at nananatiling loparite concentrate na nakuha sa Lovozersky GOK (ngayon - JSC Sevredmet, rehiyon ng Murmansk). Bago ang pagbagsak ng USSR, ang negosyo ay gumawa ng humigit-kumulang 23 libong tonelada ng loparite concentrate (ang nilalaman ng niobium oxide dito ay halos 8.5%). Kasunod nito, ang produksyon ng concentrate ay patuloy na bumaba, noong 1996-1998. ilang beses na huminto ang negosyo dahil sa kakulangan ng mga benta. Sa kasalukuyan, ayon sa mga pagtatantya, ang produksyon ng loparite concentrate sa enterprise ay nasa antas na 700 - 800 tonelada bawat buwan.

Dapat pansinin na ang negosyo ay medyo mahigpit na nakatali sa nag-iisang mamimili nito - ang Solikamsk Magnesium Plant. Ang katotohanan ay ang loparite concentrate ay isang medyo tiyak na produkto na nakuha lamang sa Russia. Ang teknolohiya ng pagproseso nito ay medyo kumplikado dahil sa kumplikado ng mga bihirang metal na nilalaman nito (niobium, tantalum, titanium). Bilang karagdagan, ang concentrate ay radioactive, na higit sa lahat ang dahilan kung bakit ang lahat ng mga pagtatangka na pumasok sa merkado ng mundo gamit ang produktong ito ay natapos sa walang kabuluhan. Dapat ding tandaan na ang ferroniobium ay hindi maaaring makuha mula sa loparite concentrate. Noong 2000, sa planta ng Sevredmet, ang kumpanya ng Roredmet ay naglunsad ng isang pang-eksperimentong yunit para sa pagproseso ng loparite concentrate upang makakuha, bukod sa iba pang mga metal, mabibiling mga produktong naglalaman ng niobium (niobium oxide).

Ang mga pangunahing merkado para sa mga produktong SMZ niobium ay hindi mga bansang CIS: ang mga paghahatid ay ginawa sa USA, Japan at mga bansang European. Ang bahagi ng mga pag-export sa kabuuang dami ng produksyon ay higit sa 90%. Ang mga makabuluhang kapasidad para sa paggawa ng niobium sa USSR ay puro sa Estonia - sa Sillamäe Chemical and Metallurgical Production Association (Sillamäe). Ngayon ang kumpanya ng Estonia ay tinatawag na Silmet. Noong panahon ng Sobyet, ang negosyo ay nagproseso ng loparite concentrate mula sa Lovoozersky GOK, mula noong 1992 ang pagpapadala nito ay tumigil. Ang Silmet ay kasalukuyang nagpoproseso lamang ng isang maliit na dami ng niobium hydroxide sa Solikamsk Magnesium Plant. Karamihan sa mga hilaw na materyales na naglalaman ng niobium ay kasalukuyang natatanggap ng kumpanya mula sa Brazil at Nigeria. Hindi ibinubukod ng pamamahala ng kumpanya ang supply ng loparite concentrate, gayunpaman, sinusubukan ni Sevredmet na ituloy ang isang patakaran ng pagproseso nito sa lugar, dahil ang pag-export ng mga hilaw na materyales ay hindi gaanong kumikita kaysa sa tapos na produkto.

Pagtuturo

Kailangan ng tulong sa pag-explore ng isang paksa?

Ang aming mga eksperto ay magpapayo o magbibigay ng mga serbisyo sa pagtuturo sa mga paksang interesado ka.
Magpadala ng kahilingan na may indikasyon ng paksa ngayon upang malaman ang tungkol sa posibilidad na makakuha ng konsultasyon.

Ang Tantalum at niobium ay nakuha sa pamamagitan ng pagbawas mula sa mga high-purity compound: oxides, complex fluoride salts, chlorides. Ang mga pang-industriya na pamamaraan para sa paggawa ng mga metal ay maaaring nahahati sa apat na grupo:

Sodium-thermal na pagbabawas mula sa mga kumplikadong fluoride;

Pagbawas mula sa mga oxide na may carbon (carbothermic method);

Pagbawas mula sa aluminum oxides (aluminothermic method);

Pagbawi mula sa chlorides na may hydrogen;

Electrolysis ng molten media.

Dahil sa mataas na punto ng pagkatunaw ng tantalum (~ 3000 C) at niobium (~ 2500 C), nakuha ang mga ito bilang resulta ng pagbawas ng lahat ng nakalistang pamamaraan, maliban sa pangatlo, sa anyo ng mga pulbos o isang sintered sponge . Ang gawain ng pagkuha ng compact malleable tantalum at niobium ay kumplikado sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga metal na ito ay aktibong sumisipsip ng mga gas (hydrogen, nitrogen, oxygen), ang mga impurities na ginagawa itong malutong. Samakatuwid, kinakailangang sinter ang mga workpiece na pinindot mula sa mga pulbos o matunaw ang mga ito sa isang mataas na vacuum.

Natriothermal na paraan para sa paggawa ng tantalum at niobium powders

Natriothermal reduction ng complex fluoride K2TaF7 at K2NbF7 - ang una paraang pang-industriya pagkuha ng tantalum at niobium. Ito ay ginagamit pa rin hanggang ngayon. Ang sodium, calcium at magnesium, na may mataas na pagkakaugnay para sa fluorine, ay angkop para sa pagbawas ng mga fluoride compound ng tantalum at niobium, tulad ng makikita mula sa mga halaga sa ibaba:

E-mail<^ент Nb Та Na Mg Са

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

Ang sodium ay ginagamit para sa pagbabawas, dahil ang sodium fluoride ay natutunaw sa tubig at maaaring ihiwalay sa pamamagitan ng paghuhugas mula sa tantalum at niobium powders, habang ang magnesium at calcium fluoride ay bahagyang natutunaw sa tubig at mga acid.

Isaalang-alang natin ang proseso sa halimbawa ng pagkuha ng tantalum. Ang pagbawas ng K2TaF7 na may sodium ay nagpapatuloy na may malaking pagpapalabas ng init (kahit na may charge load na hanggang 5 kg), sapat para sa kusang daloy ng proseso. Pagkatapos ng pagpainit ng singil sa isang lugar hanggang 450-500 C, ang reaksyon ay mabilis na kumakalat sa buong masa ng singil, at ang temperatura ay umabot sa 800-900 C. Dahil ang sodium ay natutunaw sa 97 C at kumukulo sa 883, malinaw na ang likido at vaporous sodium ay kasangkot sa pagbawas:

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

Ang mga partikular na epekto ng init ng mga reaksyon (2.18) at (2.19) ay 1980 at 3120 kJ / kg ng singil, ayon sa pagkakabanggit.

Ang pagbabawas ay isinasagawa sa isang bakal na tunawan, kung saan ang potassium fluorotantalate at mga piraso ng sodium (~ 120% ng kinakailangang halaga ng stoichiometrically) ay inilalagay sa mga layer, na pinutol ng mga espesyal na gunting. Ang tuktok ng singil ay natatakpan ng isang layer ng sodium chloride, na bumubuo ng mababang pagkatunaw na pinaghalong may KF at NaF. Pinoprotektahan ng pagtunaw ng asin ang mga particle mula sa oksihenasyon sa pamamagitan ng
tantalum dew. Sa pinakasimpleng bersyon ng proseso, upang simulan ang isang reaksyon, ang pader ng crucible sa ibaba ay pinainit ng apoy ng blowtorch hanggang lumitaw ang isang pulang spot. Ang reaksyon ay nagpapatuloy nang mabilis sa buong masa at nagtatapos sa loob ng 1-2 minuto. Sa pagpapatupad ng prosesong ito, dahil sa panandaliang pagkakalantad ng mga produkto sa pinakamataas na temperatura (800-900 C), ang mga pinong dispersed tantalum powder ay nakuha, na, pagkatapos ng paghuhugas ng mga asing-gamot, ay naglalaman ng hanggang 2% na oxygen.

Ang isang coarser-grained powder na may mas mababang nilalaman ng oxygen ay nakukuha sa pamamagitan ng paglalagay ng isang reaction crucible sa isang shaft electric furnace at pinananatili ito sa isang furnace pagkatapos ng pagtatapos ng reaksyon sa 1000 ° C.

Ang nagresultang pagbawas ng tantalum ay pinapagbinhi sa anyo ng mga pinong particle sa isang fluoride-chloride slag na naglalaman ng labis na sodium. Pagkatapos ng paglamig, ang mga nilalaman ng crucible ay na-knock out, durog sa isang panga pandurog at load sa maliit na bahagi sa isang reactor na may tubig, kung saan ang sodium ay "quenched" at ang bulk ng mga asing-gamot ay dissolved. Pagkatapos ang pulbos ay sunud-sunod na hugasan ng diluted nei (para sa isang mas kumpletong paghuhugas ng mga asing-gamot, paglusaw ng bakal at bahagyang titan impurities). Upang bawasan ang nilalaman ng tantalum oxides, ang pulbos ay minsan din na hinuhugasan ng malamig na dilute na hydrofluoric acid. Pagkatapos ang pulbos ay hugasan ng distilled water, sinala at tuyo sa 110-120 C.

Gamit ang pamamaraan na inilarawan sa itaas, na sinusunod ang humigit-kumulang sa parehong mga kondisyon, ang mga pulbos ng niobium ay nakuha sa pamamagitan ng pagbawas ng k2NbF7 na may sodium. Ang mga pinatuyong pulbos ng niobium ay may komposisyon,%: Ti, Si, Fe 0.02-0.06; Mga 0.5; N hanggang 0.1; C 0.1-0.15.

Carbothermal na paraan para sa paggawa ng niobium at tantalum mula sa mga oxide

Ang prosesong ito ay orihinal na binuo para sa produksyon ng niobium mula sa Nb2o5.

Maaaring bawasan ang Niobium mula sa Nb2os na may carbon sa 1800-1900 ° C sa isang vacuum furnace:

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

Ang singil na Nb205 + 5C ay naglalaman ng maliit na niobium at kahit na sa briquetted state ay may mababang density (~ 1.8 g / cm3). Kasabay nito, isang malaking volume ng co (~ 0.34 m3) ang inilalaan sa bawat 1 kg ng singil. Ang mga pangyayaring ito ay ginagawang hindi kanais-nais na isagawa ang proseso ayon sa reaksyon (2.20), dahil ang pagiging produktibo ng vacuum furnace ay mababa sa kasong ito. Samakatuwid, ang proseso ay isinasagawa sa dalawang yugto:

I stage - pagkuha ng niobium carbide

Nb203 + 1C = 2NbC + 5CO; (2.2l)

Stage P - pagkuha ng niobium sa mga vacuum furnaces

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

Ang briquetted charge ng її stage ay naglalaman ng 84.2% (ayon sa timbang) ng niobium, ang density ng briquettes ay ~ 3 g / cm3, ang volume na nabuo mula sa 0.14 m3 bawat 1 kg ng charge (~ 2.5 beses na mas mababa kaysa sa kaso ng singilin ang Nb2o5 + sc ). Nagbibigay ito ng mas mataas na produktibidad ng vacuum furnace.

Ang isang makabuluhang bentahe ng dalawang yugto na proseso ay ang unang yugto ay maaaring isagawa sa atmospheric pressure sa graphite-tube resistance furnaces (Fig. 29).

Upang makakuha ng niobium carbide (i yugto ng proseso), ang isang halo ng Nb2o5 na may uling ay briquetted at ang mga briquette ay pinainit sa isang graphite-tube furnace sa isang hydrogen o argon na kapaligiran sa 1800-1900 ° C (ang mga briquette ay patuloy na gumagalaw kasama ang pugon

kanin. 29. Scheme ng isang graphite-tube resistance furnace:

1 - pambalot; 2 - grapayt heating tube; 3 - shielding graphite pipe; 4- soot heat-insulating backfill; 5 - refrigerator; 6 - contact graphite cones; 7 - cooled contact ulo; 8 - hatch; 9 - mga busbar na nagbibigay ng kasalukuyang

Batay sa kanilang pananatili sa mainit na zone 1-1.5 oras). Ang dinurog na niobium carbide ay hinahalo sa isang ball mill na may Nb2o5 na kinuha na may bahagyang labis (3-5%) laban sa kinakailangan ng reaksyon (2.22).

Ang singil ay pinindot sa mga billet sa ilalim ng presyon na 100 MPa, na pinainit sa mga vacuum furnace na may mga graphite heaters (o mga vacuum induction furnace na may graphite tube) sa 1800-1900 C. Ang pagkakalantad ay nagtatapos kapag ang natitirang presyon ng 1.3-0.13 Pa ay naabot.

Ang mga reaksyon (2.21) at (2.22) ay pinagsama-sama. Nagpapatuloy sila sa mga intermediate na yugto ng pagbuo ng mas mababang mga oxide (Nt> o2 at NbO), pati na rin ang Nb2c carbide. Ang mga pangunahing reaksyon ng yugto I:

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

NbO2 + C = NbO + CO; (2.24)

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

Nb2C + C = 2NbC. (2.26)

Stage n reaksyon:

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

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

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

Ang metallic niobium ay nakuha sa pamamagitan ng huling reaksyon ng yugto II ng proseso (2.29). Ang equilibrium pressure ω para sa reaksyon (2.29) sa 1800 ° C ay> 1.3 Pa. Samakatuwid, kinakailangan na isagawa ang proseso sa isang natitirang presyon na mas mababa kaysa sa presyon ng balanse para sa reaksyong ito (0.5-0.13 Pa).

Ang resultang sintered porous briquettes ng niobium ay naglalaman ng,%: May 0.1-0.15; Mga 0.15-0.30; N 0.04-0.5. Upang makakuha ng isang compact na malleable na metal, ang mga briquette ay natutunaw sa isang electron beam furnace. Ang isa pang paraan ay upang makakuha ng isang pulbos mula sa briquettes (sa pamamagitan ng hydrogenation sa 450 C, paggiling at kasunod na dehydrogenation sa vacuum), pagpindot sa mga bar at sintering ang mga ito sa vacuum sa 2300-2350 C. Sa mga proseso ng vacuum melting at sintering sa vacuum, oxygen at carbon ay inalis sa komposisyon co, at labis na oxygen sa komposisyon ng pabagu-bago ng isip lower oxides.

Ang pangunahing bentahe ng paraan ng carbothermal ay isang mataas na direktang ani ng metal (hindi kukulangin sa 96%) at ang paggamit ng murang ahente ng pagbabawas. Ang kawalan ng pamamaraang ito ay ang pagiging kumplikado ng disenyo ng mga vacuum furnace na may mataas na temperatura.

Ang tantalum at niobium-tantalum alloys ay maaari ding makuha sa pamamagitan ng carbothermal method.

Paraan ng aluminothermic para sa paggawa ng niobium at tantalum mula sa mas mataas na mga oksido

Ang aluminometric na paraan para sa paggawa ng niobium sa pamamagitan ng pagbabawas ng niobium pentoxide na may aluminyo, na binuo nitong mga nakaraang taon, ay may mga teknikal at pang-ekonomiyang bentahe sa iba pang mga paraan ng paggawa ng niobium dahil sa mababang yugto at pagiging simple ng disenyo ng hardware.

Ang pamamaraan ay batay sa isang exothermic na reaksyon:

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

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

Ang mataas na tiyak na thermal effect ng reaksyon (2640 kJ / kg ng stoichiometric charge) ay ginagawang posible na isagawa ang proseso nang walang panlabas na pag-init sa pagtunaw ng isang ingot ng niobium-aluminum alloy. Ang matagumpay na out-of-furnace alumothermal reduction ay posible kung ang temperatura ng proseso ay mas mataas kaysa sa melting point А12о3 = 2030 ° С) at ang metal phase (ang Nb + 10% ai alloy ay natutunaw sa 2050 ° С). Sa labis na aluminyo sa singil na 30-40% sa itaas ng stoichiometric na halaga, ang temperatura ng proseso ay umabot sa ~ 2150-2200 C. Dahil sa mabilis na kurso ng pagbabawas, ang temperatura ay tumaas ng humigit-kumulang 100-150 C kumpara sa mga temperatura ng pagkatunaw. ng slag at metal phase ay sapat upang matiyak ang kanilang paghihiwalay. Sa nabanggit na labis na aluminyo sa singil, ang isang niobium na haluang metal na may 8-10% ng aluminyo ay nakuha na may tunay na pagkuha ng niobium na 98-98.5%.

Ang pagbabawas ng aluminothermal ay isinasagawa sa isang steel crucible na may rammed lining ng calcined magnesium o aluminum oxides. Para sa kaginhawaan ng pagbabawas ng mga produkto ng natutunaw, ang tunawan ay ginawang nababakas. Ang mga contact ay ipinakilala sa pamamagitan ng mga dingding upang magbigay ng isang electric current (20 V, 15 A) sa fuse sa anyo ng isang nichrome wire na inilagay sa isang singil. Ang isa pang posibleng pagpipilian ay upang isagawa ang proseso sa isang napakalaking split copper crucible, sa mga dingding kung saan nabuo ang isang garnissage protective layer.

Ang pinaghalong lubusang pinatuyong Nb2o5 at aluminyo na pulbos na may laki ng butil na ~ 100 microns ay inilalagay sa crucible. Maipapayo na ilagay ang tunawan sa isang silid na puno ng argon upang maiwasan ang pakikipag-ugnay sa hangin.

Matapos i-on ang ignition, mabilis na nagpapatuloy ang reaksyon sa buong masa ng singil. Ang resultang alloy ingot ay dinudurog sa mga piraso at sumasailalim sa vacuum-thermal treatment sa 1800-2000 C sa isang furnace na may graphite heater sa natitirang presyon na ~ 0.13 Pa upang maalis ang karamihan sa aluminum (sa nilalaman nito na 0.2% ). Pagkatapos, ang pagpino ng smelting ay isinasagawa sa isang electron-beam furnace, pagkuha ng mga ingot ng high-purity na niobium na may isang impurity content,%: 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.

Sa prinsipyo, ang paggawa ng aluminothermal ng tantalum ay posible, ngunit ang proseso ay medyo mas kumplikado. Ang tiyak na epekto ng init ng reaksyon ng pagbabawas ay 895 kJ / kg ng singil. Dahil sa mataas na temperatura ng pagkatunaw ng tantalum at ang mga haluang metal nito na may aluminyo, ang iron oxide ay ipinakilala sa singil upang matunaw ang ingot (batay sa paggawa ng isang haluang metal na may 7-7.5% na bakal at 1.5% na aluminyo), pati na rin ang isang heating. additive - potassium chlorate (asin ni Berthollet) ... Ang tunawan na may singil ay inilalagay sa isang pugon. Sa 925 ° C, nagsisimula ang isang kusang reaksyon. Ang pagkuha ng tantalum sa haluang metal ay halos 90%.

Pagkatapos ng vacuum-thermal treatment at electron-beam melting, ang tantalum ingots ay may mataas na purity na maihahambing sa ibinigay sa itaas para sa niobium.

Pagkuha ng tantalum at niobium sa pamamagitan ng pagbabawas ng kanilang mga chlorides na may hydrogen

Ang iba't ibang mga pamamaraan ay binuo para sa pagbawas ng tantalum at niobium mula sa kanilang mga chlorides: pagbawas sa magnesium, sodium at hydrogen. Ang ilang mga variant ng pagbabawas na may hydrogen ay pinaka-promising, sa partikular, ang paraan na isinasaalang-alang sa ibaba para sa pagbabawas ng mga singaw ng klorido sa mga pinainit na substrate upang makakuha ng isang compact metal rod.

Sa fig. Ang 30 ay nagpapakita ng isang diagram ng isang pag-install para sa paggawa ng tantalum sa pamamagitan ng pagbabawas ng TaC15 vapors na may hydrogen sa isang tantalum strip na pinainit hanggang 1200-1400 ° C. Ang mga singaw ng TaCI5 na may halong hydrogen ay pinapakain mula sa evaporator hanggang sa reaktor, sa gitna kung saan mayroong isang tantalum ribbon na pinainit sa pamamagitan ng direktang pagpasa ng isang electric current sa isang paunang natukoy na temperatura. Para sa pare-parehong pamamahagi ng halo ng singaw-gas sa kahabaan ng sinturon at upang matiyak ang isang daloy na patayo sa ibabaw nito, ang isang hindi kinakalawang na asero na screen na may mga butas ay naka-install sa paligid ng sinturon. Ang isang reaksyon ay nangyayari sa isang pinainit na ibabaw:

TaC15 + 2.5 H2 = Ta + 5 HCl; AG ° m k = -512 kJ. (2.31)

kanin. 30. Diagram ng pag-install para sa pagbabawas ng tantalum pentachloride na may hydrogen: 1 - reactor flange; 2 - insulated electrical supply; 3 - clamping contact; 4 - condenser para sa unreacted chloride; 5 - tantalum tape; 6 - mga screen na may mga butas, - 7 - sisidlan ng reaktor; 8 - pampainit ng reaktor; 9 - pinainit na rotameter; 10 - balbula ng karayom; 11 - electric oven ng evaporator; 12 - pangsingaw ng tantalum pentachloride; 13 - rotameter para sa hydrogen

Pinakamainam na mga kondisyon para sa pagtitiwalag ng tantalum: temperatura ng tape 1200-1300 ° C, konsentrasyon ng TaCl5 sa pinaghalong gas ~ 0.2 mol / mol ng pinaghalong. Ang deposition rate sa ilalim ng mga kundisyong ito ay 2.5-3.6 g / (cm2 h) (o 1.5-2.1 mm / h). Kaya, sa loob ng 24 na oras ay makukuha ang isang purong tantalum rod na may average na diameter na 24-25 mm. na maaaring pinagsama sa isang sheet, ginagamit para sa remelting sa isang electron beam furnace, o na-convert sa high-purity powder (sa pamamagitan ng hydrogenation, paggiling at dehydrogenation ng powder). Ang conversion ng chloride (direktang pagkuha sa patong) ay 20-30%. Ang unreacted chloride ay pinalapot at muling ginagamit. Ang pagkonsumo ng kuryente ay katumbas ng 7-15 kWh kada 1 kg ng tantalum, depende sa pinagtibay na rehimen.

Pagkatapos ng paghihiwalay ng mga singaw ng HCI sa pamamagitan ng pagsipsip sa tubig, maaaring ibalik ang hydrogen sa proseso.

Ang mga niobium rod ay maaari ding makuha sa pamamagitan ng inilarawang pamamaraan. Pinakamainam na mga kondisyon para sa pagtitiwalag ng niobium: temperatura ng tape 1000-1300 C, konsentrasyon ng pentachloride 0.1-0.2 mol / mol ng pinaghalong gas. Ang deposition rate ng metal ay 0.7-1.5 g / (cm2-h), ang antas ng conversion ng chloride sa metal ay 15-30%, ang power consumption ay 17-22 kW * h / kg ng metal. Ang proseso para sa niobium ay pinadali ng katotohanan na ang bahagi ng NbCl5 ay nabawasan sa dami ng reaktor sa isang tiyak na distansya mula sa heated strip hanggang sa non-volatile na NbCl3, na idineposito sa mga dingding ng reaktor.

Electrolytic na paraan para sa paggawa ng tantalum

Ang Tantalum at niobium ay hindi maaaring ihiwalay sa mga may tubig na solusyon sa pamamagitan ng electrolysis. Ang lahat ng nabuong proseso ay batay sa electrolysis ng molten media.

Sa pang-industriya na kasanayan, ang paraan ay ginagamit upang makakuha ng tantalum. Kaya, sa loob ng ilang taon ang electrolytic na paraan ng tantalum ay ginamit ng kumpanya ng Fenstil (USA), bahagi ng tantalum na ginawa sa Japan ay kasalukuyang nakuha sa pamamagitan ng electrolysis. Ang malawak na pananaliksik at pang-industriya na pagsubok ng pamamaraan ay isinagawa sa USSR.

Ang pamamaraan para sa paggawa ng electrolytic ng tantalum ay katulad ng pamamaraan para sa paggawa ng aluminyo.

Ang electrolyte ay batay sa isang tinunaw na asin K2TaF7 - KF - - KC1, kung saan ang tantalum oxide Ta205 ay natunaw. Ang paggamit ng isang electrolyte na naglalaman lamang ng isang asin, K2TaF7, ay halos imposible dahil sa tuluy-tuloy na anode effect kapag gumagamit ng isang graphite anode. Posible ang electrolysis sa isang paliguan na naglalaman ng K2TaF7, KC1 at NaCl. Ang kawalan ng electrolyte na ito ay ang akumulasyon ng mga fluoride salts dito sa panahon ng electrolysis, na humahantong sa isang pagbawas sa kritikal na kasalukuyang density at nangangailangan ng pagsasaayos ng komposisyon ng paliguan. Ang kawalan na ito ay inalis sa pamamagitan ng pagpasok ng Ta205 sa electrolyte. Ang resulta ng electrolysis sa kasong ito ay ang electrolytic decomposition ng tantalum oxide na may paglabas ng tantalum sa cathode, at sa anode ng oxygen, na tumutugon sa graphite ng anode upang bumuo ng CO2 at CO. Bilang karagdagan, ang pagpapakilala ng Ta205 sa tinunaw na asin ay nagpapabuti sa basa ng graphite anode sa pamamagitan ng pagkatunaw at pinatataas ang kritikal na kasalukuyang density.

Ang pagpili ng komposisyon ng electrolyte ay batay sa data ng mga pag-aaral ng K2TaF7-KCl-KF ternary system (Fig. 31). Ang sistemang ito ay naglalaman ng dalawang dobleng asin na K2TaF7 KF (o KjTaFg) at K2TaF7 KC1 (o K3TaF7Cl), dalawang ternary eutectics na Ei at E2 na natutunaw sa 580 at 710 C, ayon sa pagkakabanggit, at isang peritectic point P sa 678 ° C. Kapag ang Ta205 ay ipinasok sa matunaw, ito ay nakikipag-ugnayan sa mga fluorotantalates upang bumuo ng oxofluorotantalate:

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

Ang reaksyon sa K3TaF7Cl ay nagpapatuloy sa katulad na paraan. Ang pagbuo ng mga oxofluoride complex ng tantalum ay tumutukoy sa solubility ng Ta205 sa electrolyte. Ang paglilimita sa solubility ay nakasalalay sa nilalaman ng K3TaF8 sa matunaw at tumutugma sa stoichiometry ng reaksyon (2.32).

Batay sa data sa impluwensya ng komposisyon ng electrolyte sa mga parameter ng electrolysis (kritikal na kasalukuyang density, kasalukuyang kahusayan, pagkuha, kalidad ng tantalum powder), iminungkahi ng mga mananaliksik ng Sobyet ang sumusunod na pinakamainam na komposisyon ng electrolyte: 12.5% ​​​​(ayon sa timbang) K2TaF7, ang natitirang KC1 at KF na may kaugnayan sa 2 : 1 (sa timbang). Ang konsentrasyon ng ipinakilala na Ta2Os ay 2.5-3.5% (ayon sa timbang). Sa electrolyte na ito sa temperatura na 700-800 ° C kapag gumagamit ng graphite anode, ang decomposition voltage ng oxofluoride complex ay 1.4 V, habang para sa KF at KC1 ang decomposition voltages ay ~ 3.4 V at ~ 4.6 V, ayon sa pagkakabanggit.

КС I K2TaF, -KCl KJaFf

kanin. 31. Natutunaw na diagram ng K2TaF7-KF-KCl system

Sa panahon ng electrolysis, ang isang sunud-sunod na paglabas ng mga Ta5 + cation ay nangyayari sa katod:

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

Ang mga proseso sa anode ay maaaring kinakatawan ng mga reaksyon: TaOF63 "- Ze = TaFs + F" + 0; 20 + C = CO2; CO2 + C = 2CO; TaFj + 3F ~ = TaF | ~. TaF | ~ mga ion, na tumutugon sa mga Ta2O na ipinasok sa matunaw, muling bumubuo ng mga TaOF | ~ mga ion. Sa mga temperatura ng electrolysis na 700-750 ° C, ang komposisyon ng mga gas ay naglalaman ng -95% CO2, 5-7% CO2; 0.2-

Kabilang sa mga disenyo ng electrolytic cell na nasubok sa USSR, ang pinakamahusay na mga resulta ay nakuha sa mga kung saan ang cathode ay isang nickel crucible (o isang haluang metal ng nickel na may chromium), sa gitna.

Larawan 32. Electrolytic cell para sa paggawa ng tantalum:

1 - bunker na may Ta205 feed feeder; 2 - electromagnetic vibrator ng feeder; 3 - bracket na may pangkabit para sa anode; 4 - guwang na graphite anode na may mga butas sa dingding; 5 - crucible-cathode na gawa sa nichrome; 6 - takip; 7 - init insulating glass; 8 - manibela para sa pag-angat ng kotse; 9 - plug na may baras para sa pagbibigay ng kasalukuyang

Alin ang isang guwang na graphite anode na may mga butas sa mga dingding (Larawan 32). Ang tantalum oxide ay pana-panahong pinapakain ng isang awtomatikong vibrating feeder sa hollow anode. Sa ganitong paraan ng pagpapakain, ang mekanikal na kontaminasyon ng deposito ng katod na may hindi natutunaw na tantalum pentoxide ay hindi kasama. Ang mga gas ay tinanggal sa pamamagitan ng isang onboard suction. Sa isang electrolysis na temperatura ng 700-720 C, isang tuluy-tuloy na supply ng Ta205 bath (ibig sabihin, na may isang minimum na bilang ng mga anode effect), isang cathode kasalukuyang density ng 30-50 A / dm2 at isang ratio DjDk = 2 * 4, ang Ang direktang pagkuha ng tantalum ay 87-93%, ang ani ay kasalukuyang 80%.

Ang electrolysis ay isinasagawa hanggang sa 2/3 ng kapaki-pakinabang na dami ng crucible ay napuno ng cathode sediment. Sa dulo ng electrolysis, ang anode ay itinaas at ang electrolyte, kasama ang deposito ng katod, ay pinalamig. Mayroong dalawang paraan ng pagproseso ng produkto ng cathode upang paghiwalayin ang electrolyte mula sa mga particle ng tantalum powder: paggiling na may air separation at vacuum-thermal cleaning.

Ang vacuum-thermal method, na binuo sa USSR, ay binubuo sa paghihiwalay ng bulk ng mga salts mula sa tantalum sa pamamagitan ng smelting (pagtunaw) sa isang argon atmosphere, na sinusundan ng pag-alis ng residue sa pamamagitan ng evaporation sa vacuum sa 900 C. Ang natunaw at condensed electrolyte ay bumalik sa electrolysis.

Na sa pamamagitan ng paggiling na may air separation ng 30-70 microns, at kapag gumagamit ng vacuum heat treatment - 100-120 microns.

Ang paggawa ng niobium mula sa oxyfluoride-chloride electrolytes, tulad ng tantalum, ay hindi nagbigay ng mga positibong resulta dahil sa ang katunayan na ang mas mababang mga oxide ay nabuo sa katod sa panahon ng paglabas, na nakakahawa sa metal. Mababa ang kasalukuyang output.

Para sa niobium (pati na rin para sa tantalum), ang mga electrolyte na walang oxygen ay nangangako. Niobium at tantalum pentachlorides natutunaw sa tinunaw na alkali metal chlorides upang bumuo ng mga kumplikadong salts A / eNbCl6 at MeTaCl6. Sa panahon ng electrolytic decomposition ng mga complex na ito, ang mga coarse-crystalline na deposito ng niobium at tantalum ay nabuo sa cathode, at chlorine sa graphite anode.

Socio-economic at human sciences

UDC 553.98 "=."

NIOBIUM MINING SA RUSSIA

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

, * Tomsk Polytechnic University

** Tanggapan ng Pamahalaan ng Russian Federation. ""

Email: [email protected]

Ang Niobium ay minahan sa Russia sa deposito ng Lovozero (rehiyon ng Murmansk) sa anyo ng loparite concentrate at sa deposito ng Tatar (rehiyon ng Krasnoyarsk) sa anyo ng pyrochlore concentrate, at pagproseso sa Solikamsk magnesium (Perm region) "at Klyuchevskoy ferroalloy ( Rehiyon ng Sverdlovsk) na mga halaman. Bilang resulta ng patayong pagsasama ng mga Ruso na mamimili ng niobium sa mga negosyo sa pagmimina, ang pagtitiwala sa mga pag-import ng mga produktong niobium ay inalis. ng Sakha-Yakutia) at ibalik ang dating antas ng produksyon sa Etykinsky tantalum-niobium deposit (rehiyon ng Chita). Bilang natural na monopolyo ng mundo ng mga producer ng Brazilian niobium, ang mga negosyo sa pagmimina ng niobium ng Russia ay dapat na pangunahing tumutok sa metalurhikong merkado ng Russia, Ukraine, Kazakhstan at China.

Ang Niobium ay isang mabigat na refractory metal na may mataas na ductility, corrosion resistance, mahusay na weldability, at isang maliit na thermal neutron capture cross section. Ito ay bahagi ng heat-resistant at superconducting alloys, at ang mga steel na pinaghalo ng niobium ay may mataas na lakas at makabuluhang ductility, frost-freeze at corrosion resistance. Ang pangunahing pagkonsumo ng niobium ay nahuhulog sa paggawa ng mga malalaking diameter na tubo para sa mga pangunahing pipeline mula sa mababang-alloyed (0.07 ... 0.08% N)) na mga bakal. Ang mga low-alloyed na bakal na niobium ay ginagamit sa paggawa ng mga istruktura ng gusali, pagtatayo ng tulay, sa engineering ng kalsada at pagmimina, sasakyang panghimpapawid at konstruksyon ng sasakyan, sa paggawa ng mga kagamitan para sa malalim na pagbabarena ng langis, kagamitan para sa industriya ng kemikal at petrochemical, atbp. Ang mga haluang metal ng niobium na may lata, titanium at zirconium ay malawakang ginagamit sa paggawa ng mga superconducting solenoid para sa malalakas na electromagnet na ginagamit sa mga magnetic separator, charged particle accelerators, at MHD generators. Ang mga sintetikong solong kristal ng lithium at lead niobate ay ginagamit sa mga optical shutter at acoustoelectronic na aparato. Ang dami ng pagkonsumo ng mundo ng niobium ay 25 ... 26 libong tonelada bawat taon, at ang malinaw na paglago nito ay sinusunod ng 2 ... 2.5% bawat taon. Ang mga pinuno sa pagkonsumo ng niobium ay ang Japan (30% ng pangangailangan sa mundo), ang USA (mga 25%) at ang mga bansa ng European Union. Ang mga presyo para sa mga produktong niobium ay ipinapakita sa talahanayan. G

Ang Niobium ay nakuha sa pamamagitan ng hydrometallurgical at pyrometallurgical na pamamaraan mula sa concentrates ng niobium minerals - pyrochlore (NaCaNb206F) (hanggang sa 90% ng supply ng mundo), columbite-tantalite ((Fe, Mn) (Nb, Ta) 206) (hanggang 5% ) at loparite (( Ca, TR) (Ti, Ta, Nb) 02) (sa Russia lamang). Sa panahon ng kanilang pagproseso, ang tantalum ay sabay-sabay na nakuha (sa ratio na Ta / Nb = 1/10), at ang mga bihirang lupa na metal at titanium ay nakuha din mula sa loparite.

Ang pandaigdigang produksyon ng niobium ay 25.7 libong tonelada (2002), na may 22 libong tonelada na accounted para sa Brazilian na kumpanya Companhia Brasileira de Metalurgia e Minera ^ So Cia Brasileira de Metalurgia Minera? Ao (CBMM), na isang natural na monopolyo sa produksyon ng pyrochlore concentrates , ferroniobium (hanggang sa 18 libong tonelada bawat taon), niobium

mesa. Mga presyo para sa mga produktong niobium (at nauugnay na tantalum).

Mga presyo ng produkto ng kalakal, US $ bawat kg

Pyrochloric concentrate (sa mga tuntunin ng N ^ 05) 6.0 ... 6.5

Columbite concentrate (sa mga tuntunin ng N1 ^ 05) 6.5 ... 7.0

Tantalite concentrate (sa mga tuntunin ng Ta205) 65 .. / 75

Loparite concentrate 1,1-

Ferroniobium 14.5 ... 15.5

Niobium metal 14.0 .. L 4.5

Tantalum powder ■ 200 ... 230

Metallic tantalum 200 ... 210

thallic at tantalum. Ito ay pagmimina ng aal weathering crust sa Arasha carbonatite massif (estado ng Amazonas) na may average na nilalaman na 2.5% Nb205 (4.3 bilyong tonelada ng ore) at ang Pitanga tin ore deposit na naglalaman ng 4.3% Nb205 (30 milyong tonelada ng ore). Ang bahagi ng CBMM concentrates ay pinoproseso ng pinagsama-samang kumpanya na Catalao de Goäis (Mineralo Cataloa), na gumagawa ng hanggang 3.5 libong tonelada ng ferroniobium bawat taon. Bilang isang reserba sa Brazil sa loob Pambansang parke Ang Pico da Neblina ay ang deposito ng Seis Lagos na may reserbang 2.9 bilyong tonelada ng mineral na may average na Nb205 na grado na 2.8%. Sa Canada, ang niobium ore ay mina sa deposito ng Saint Honore (Niobec mine, Quebec) na may average na Nb205 na grado na 0.6%. Dalawang kumpanya ang kasangkot sa pagkuha ng mga ores at pagproseso ng concentrates - Teck Corp. at Cambior Inc., na nag-supply ng 3.2 libong tonelada ng ferroniobium sa pandaigdigang merkado noong 2002. Sa napakaliit na dami, ang iba't ibang produkto ng niobium (pangunahin ang pyrochlore concentrates) ay ginawa sa Australia (Green Bushes), Nigeria (Joe Plateau), Mozambique (Mbeya), Zambia (Luesh) at Congo (Manono Kitololo).

Sa panahon ng nakaplanong ekonomiya, ang USSR ay nagmina at gumawa ng hanggang 2000 tonelada ng mga produkto ng niobium (sa mga tuntunin ng niobium oxide), ang pangatlo sa mga tuntunin ng produksyon (pagkatapos ng Brazil at Canada) at pang-apat sa mga tuntunin ng pagkonsumo (pagkatapos ng Japan, Estados Unidos at Alemanya). Matapos ang pagbagsak ng karaniwang espasyo sa ekonomiya sa mga pambansang enclave ng CIS, ang teknolohikal na kadena ng bihirang industriya ng metal ay nasira, at ang ilan sa mga fragment nito ay naging hindi kumikita. Bilang resulta, ang mga mamimili ng Russia ay napilitang matugunan ang kanilang mga pangangailangan para sa niobium sa pamamagitan ng pag-export ng 100 ... 200 tonelada ng mga haluang metal ng niobium bawat taon (pangunahin mula sa Brazil).

Ang tanging nabubuhay na negosyo sa pagmimina sa Russia ay ang OJSC Severnye Rare Metals (dating Lovozersky GOK) sa nayon ng Lovozero, Revdinsky District, Rehiyon ng Murmansk, at ang operator ng pagmimina nito, ang OJSC Lovozero Mining Company, sa mga minahan ng Karnasurt at Umbozero. Dito, sa deposito ng rare-earth-niobium-tantalum ng Lovozero, natatangi sa mga tuntunin ng mga reserba (mahirap sa nilalaman ng Nb205 - 0.24%) lamang, hanggang sa 25 libong tonelada ng loparite concentrate ang nakuha mula sa loparite na naglalaman ng nepheline syenites bawat taon, na naglalaman ng 6 ... 8% Nb, 0, 5% Ta, 36 ... 38% TR at 38 ... 42% Ti. Hanggang sa 10 libong tonelada ng loparite concentrate ay naproseso sa Solikamsk Magnesium Plant OJSC (ang pangunahing may-ari ay ang Russia Growth Fund JV), kung saan ang niobium hydroxide ay nakuha sa pamamagitan ng chlorination, na isang middling na produkto para sa produksyon ng metallic niobium (sa Irtysh chemical at metalurgical plant sa Ust -Kamenogorsk, Kazakhstan). Sa kasalukuyan, ang Solikamsk Magnesium Plant ay gumagawa taun-taon ng 700 ... 750 tonelada ng niobium oxides at 70 ... 80 tonelada ng tantalum oxide, na ganap na ex-

daungan. Ang natitira 10 ... 12 libo. Ang Tloparite concentrate ay dati nang naproseso sa A5> 8Pte1 (Sillamae, Estonia) ayon sa sulfuric acid scheme sa metallic niobium at ferroniobium. Sa kasalukuyan, ang 5Pte1 ay sumuko na sa pagbili ng mga hilaw na materyales ng loparite at lumipat sa mas advanced na teknolohiyang pyrochlore concentrates mula sa Brazil at Nigeria. Alinsunod dito, ang produksyon ng loparite concentrate ni Sev-redmet ay nahulog din (sa 8 ... 10 libong tonelada), na nagdala sa negosyong ito sa bingit ng bangkarota. Ang isang pagtatangka na ayusin noong 2000 ang sarili nitong hydrometallurgical production na may produksyon ng ferroniobium dahil sa kakulangan ng kinakailangang pamumuhunan (US $ 100 milyon) ay hindi nakoronahan ng tagumpay. Sa kasalukuyan, ang may-ari ng JSC Sevredmet ay ang kumpanyang CJSC FTK Company (Finance, Technology, Consulting) (Moscow), co-owner ng Solikamsk Magnesium Plant (14% ng shares), ngunit walang tunay na paraan sa sitwasyong ito ng limitadong pangangailangan para sa loparite na hilaw na materyales. Ang Irtysh Chemical at Metallurgical Plant ay nasa bingit din ng bangkarota at noong 1996 ay huminto sa paggawa ng mga produktong niobium, ngunit noong 2000 isang may kakayahang dibisyon ng KazNiobiy IHMZ LLP ang nahiwalay dito, na nagsimulang gumawa ng hanggang 60 ... 80 tonelada ng metal niobium bawat taon, gamit ang Solikamsk niobium hydroxide ay ginagamit bilang isang hilaw na materyal. Ang pagproseso ng mga produktong pang-industriya ng tantalum sa CIS ay isinasagawa sa OJSC Ulba Metallurgical Plant NAK Kazatomprom (Ust-Kamenogorsk, Republic of Kazakhstan), kung saan ang mga produktong niobium ay ginawa - pulbos, ingot, mga produktong pinagsama.

Ang iba pang mga negosyong Ruso, na dati nang nagtrabaho sa mas mayayamang ores, ay binuo ang mga ito noong 90s ng XX siglo at, sa panahon ng paglipat sa isang ekonomiya ng merkado, isinara ang kanilang hindi kumikitang mga industriya. Ito ang Vishnevogorsk mining administration (Chelyabinsk region), na bumuo ng deposito ng parehong pangalan, Malyshevskoe RU (Sverdlovsk region), isang ganap na naubos na deposito ng mga bihirang-metal na pegmatite na Linden meadow, Orlovsky GOK (Chita region), na nagsagawa ng Orlovskoye deposito at ang Zabaikalsky mining enterprise (Chita region), na huminto sa Zavitkovskoye at Etykinskoye field. Ang Pyrochlore at columbite-tantalite concentrates ng mga negosyong ito ay naproseso sa Klyuchevskoy Ferroalloy Plant (Dvurechensk settlement, Sysertsky District, Sverdlovsk Region), na gumawa ng ferroniobium at niobium master alloys mula sa kanila.

Ang pagpapabuti ng bihirang industriya ng metal sa Russia ay naganap sa inisyatiba ng mga mamimili ng niobium - ang Cherepovets metallurgists ng OAO Severstal (Cherepovets, Vologda Oblast). Upang maalis ang pag-asa sa pag-export sa niobium, inorganisa ng holding na ito ang isang subsidiary ng JSC Stalmag (Krasnoyarsk) para sa pagkuha ng mga pyrochlore concentrates mula sa weathering crust ng Tatar vermiculite-niobate-phosphorus deposit sa carbonatite massif ng parehong pangalan,

inilatag sa distrito ng Motyginsky Teritoryo ng Krasnoyarsk| 9 |. Sa pagtatapos ng 2000t. isang pangunahing planta sa pagpoproseso na may kapasidad na hanggang 90 libong tonelada ng mineral bawat taon ay inilunsad sa deposito na ito. Mula sa nakuha na concentrate na ibinibigay sa Klyuchevsky Ferroalloy Plant, 150: .. 200 tonelada ng ferroniobium ang ginawa bawat taon. Sa pagpapakilala ng ikalawang yugto, madodoble ang produktibidad ng minahan,

Noong 2001, ang Zabaikalsky GOK (Pervomaisky settlement, Shilkinsky district, Chita region), na nagmimina ng fluorite at ginto sa mga nakaraang taon, ay nagpatuloy sa pagmimina ng Etykinsky tantal-niobium-tin deposit sa mga rare-metal granite ng Etykinsky massif. Ang average na nilalaman ng tantalum sa ores ay 0.031%, niobium ay 0.1%, at lata ay 0.2%. Noong 2001 ^ nagmina (sa mga tuntunin ng metal) 40 tonelada ng tantalum, 60 tonelada ng niobium, 100 tonelada ng lata. Sa pamamagitan ng 2005, ito ay binalak upang taasan ang produksyon kapasidad sa pamamagitan ng limang beses. Ang pagtatayo ng isang hydrometallurgical shop para sa paggawa ng potassium fluorotantalate at niobium pentoxide ay isinasagawa batay sa Zabaikalsky GOK sa nayon ng Pervomaysky. Mula sa: Etykinskiy ores ay maaari ding makuha "at lithium concentrates na may average na grado ng N20 sa ores - 0.11%. Sa loob ng balangkas ng programa ng estado" Extraction, produksyon at pagkonsumo ng lithium, beryllium, tantalum, lata, niobium (LIBTON) "Pinaplano din na ipagpatuloy ang pagmimina ng Zabaikalsky GOK sa Zavitinsky lithium-niobium na deposito ng spodumene pegmatites.

magandang produkto na may average na nilalaman ng Ta205 sa ores -0.0139% at N> 205 -0.02%.

Ang kumpanyang ZAO Alrosa (Mirny, Republic of Sakha-Yakutia), sa ilalim ng programa upang pag-iba-ibahin ang negosyong brilyante nito, ay naghahanda ng isang proyekto sa pagmimina para sa pagbuo ng Burny site, ang Tomtor niobium-rare earth deposit, na natatangi sa mga tuntunin ng mga reserba at kalidad ng mineral, sa Oleneksky ulus ng Republika ng Sakha-Yakutia. Ang fragment na ito ng deposito ay isang near-drift lacustrine placer na nabuo dahil sa paghuhugas ng weathering crust ng Tomtor carbonatite massif. Ang average na nilalaman ng Lb205 dito ay 6.71%, Y - 0.59%, ST11 - 9.53%. Ang proyekto ng pagpapaunlad ng site ng Burny ay nagpaplano ng isang paunang taunang dami ng pagproseso ng mass ng bato na 13.73 libong m3, at ang pagkuha ng pyrochlore concentrate na naglalaman ng 583 t ng Lb205, at isang rare earth concentrate na naglalaman ng 690 t ng rare earth metal oxides (V203, CeO2 , La203, Pr6Ou, Ssh203, No. 203, Eu203, 8s203). Sa hinaharap, pinlano na dagdagan ang kapasidad ng produksyon sa 30 libong m3 ng ore at gumawa ng hanggang 2000 tonelada ng pyrochlore concentrate sa mga tuntunin ng No. 205.

Ang isang maliit na pasilidad ng produksyon ng piloto ay umiral sa panahon ng paggalugad ng Beloziminsky niobium-phosphate deposit (1984-1986) sa rehiyon ng Tulunsky Rehiyon ng Irkutsk... Ang mga pormasyon ng ore ay kumakatawan sa areal weathering crust sa ibabaw ng carbonatites (naglalaman ng 0.24% Ni> 205), sa mga mayayamang bloke kung saan sa mga lugar ng Main at Yagodny ang average na nilalaman ng ML205 ay 1.06 at 1.39%, ayon sa pagkakabanggit. Gayunpaman, ang cross-cutting

Pagguhit. Layout ng niobium. mga deposito at kumpanyang kumukuha at nagpoproseso ng niobium.

1) mga deposito ng niobium ■ 2) mga hawak ng mga kumpanya ng pagmimina ng niobium; 3 ~ 5) mga minahan: 3) gumagana, 4) inilalagay sa produksyon, 5) isinara o itinigil; 6) pagpoproseso ng mga negosyo

ang pagkuha ng Nb205 sa mga eksperimentong ito ay hindi lalampas sa 30%. Ang Phosphate (apatite + frankolite) concentrate ay maaaring makuha bilang isang by-product mula sa Belozimin ores, na ang paunang nilalaman ng Р205 sa ores ay 11.25%.

Sa batayan ng likidong Orlovsky GOK noong 2000, isang bagong negosyo, OJSC Novo-Orlovsky GOK (Novoorlovsky settlement, Aginsky District, Chita Region) ay nabuo, isang pilot dressing plant No. 1 at isang tantalum section ng dressing plant No. ay naibalik. complex) ng tungsten production ng Orlovsky GOK, na naglalaman ng 5190 tonelada ng W, 550 tonelada ng Nb at 440 tonelada ng Ta. Ang tinantyang output ng tantalum at niobium ay hanggang 10 ... 20 tonelada bawat taon.

Upang makakuha ng tantalum at niobium sa Klyuchevskoy Ferroalloy Plant, ang mga smelting slags ng lata ay pana-panahong pinoproseso sa Novosibirsk Tin Plant OJSC. Sa mga tuntunin ng taunang benta, ang output ng niobium at tantalum mula sa mga hilaw na materyales ng Novosibirsk Tin Plant ay hindi lalampas sa mga unang tonelada.

Ang iba pang mga deposito ng niobium at tantalum-niobium sa Russia ay dapat tandaan:

Bolshetagninskoe phosphorus-niobium deposit, na matatagpuan 12 km kanluran ng Belo-Ziminsky deposit (rehiyon ng Irkutsk) at nakakulong sa calcite-microcline carbonatites ng carbonatite massif ng parehong pangalan. Ang average na nilalaman ng Nb205 sa ores ay 1.02%.

Sredneziminskoe damage-niobium-phosphorus deposit na matatagpuan 18 km sa timog ng Belo-Ziminsky deposit (rehiyon ng Irkutsk) at nakakulong sa calcite-microcline carbonatites. Ang average na nilalaman ng Nb205 sa ores ay 0.10 ... 0.18%, uranium hanggang sa 0.02%, posporus - 2.5 ... 3.5%. Ang deposito ay may problema, una sa lahat, dahil sa mababang konsentrasyon ng mga kapaki-pakinabang na bahagi at mataas na radyaktibidad ng mga ores.

Ang site ng Neske-Vara ng deposito ng Vuoriyarvinsky niobium ay matatagpuan sa distrito ng Kandalakshinsky ng rehiyon ng Murmansk. Ito ay isang malaki

Ore block ng apatite-magnetite composition na may impregnation ng baddeleyite at pyrochlore. Ang average na nilalaman ng Nb2Os sa ores ng site ay 0.53%, Ta205 - 0.017%. Ang deposito ay matatagpuan malapit sa operating enterprise na OJSC Kovdorsky GOK, na kumukuha ng mga iron ores na may kaugnay na produksyon ng apatite at badceleite (Zr- at TR-containing) concentrates. Ang deposito ay mababaw - 6.2 libong tonelada lamang ng Nb205 at 200 tonelada ng Ta205, ngunit ang mga ores na ito ay umaangkop sa teknolohikal na kadena ng Kovdors GOK, at ang bagay na ito ay madaling maisagawa.

Ang Ulug-Tanzoksky niobium-rare earth deposit (Republic of Tyva) ay isang mineralized zone ng ore-bearing (pyrochlore, columbite-tantalite, zircon, lithium, beryllium at rare earth minerals) quartz-albite-microcline metasomatites. Ang deposito ay tinatantya noong 90s ng XX century at nanatiling hindi napag-aralan. Nilalaman No. 205 -0.2%, Ta205 - 0.0155%, BTI - 0.063% (ang proporsyon ng mga elemento ng yt-triium ay 30 ... 40%), 1l20 - 0.086.1xOr - 0.4%. Ang teknolohikal na pamamaraan ng beneficiation ng ore ay nagbibigay para sa produksyon ng No.>, Ta, bg, Shch

TI (Y), at, at, YL.

Ang Katuginskoe yttrium-niobium-zirconium na deposito ng ore-bearing near-fault alkaline (quartz-albite-microcline) metasomatites ay matatagpuan sa hilaga ng Chita Region, 140 km mula sa istasyon ng Novaya Chara sa Baikal-Amur Mainline. Ang average na nilalaman ng Ni> 205 sa ores ay 0.31, Ta205 ay 0.019%, 8ТYa ay 0.25% (ang proporsyon ng mga elemento ng yttrium ay 40 ... 50%), ang g02 ay 1.38%. Ang proyekto ng pamumuhunan para sa pagpapaunlad ng larangang ito ay binuo ng Zabaikalsky GOK.

Ang deposito ng Gornoozerskoe niobium ay matatagpuan sa Ust-Maisky ulus ng Republika ng Sakha-Yakutia at nakakulong sa carbon-titite massif ng parehong pangalan. Ang deposito ay pinag-aralan lamang mula sa ibabaw, ang pagtatasa nito ay napakahirap. Ang Pyrochlore mineralization ay nakakulong sa mga linear zone ng magnesian carbonatites. Ang average na nilalaman ng #> 205 para sa isang limitadong bilang ng mga sample ay 0.25%. Ang deposito ay nagsiwalat din ng isang pyrochlore lacustrine placer, na nanatiling hindi pinahahalagahan. Sa pamamagitan ng pagkakatulad sa deposito ng Tomtor, maaari itong maging mayaman.

Ang Vishnyakovskoye tantalum deposit ay matatagpuan sa rehiyon ng Irkutsk, 110 km mula sa Taishet station at konektado dito sa pamamagitan ng isang kalsada. Ang mga vein body ng rare-metal pegmatites hanggang 40 m ang kapal ay naglalaman ng tantalite, beryllium, at lipedolite (lithium) mineralization. Ang average na nilalaman ng Ta205 ay 0.0198%, at para sa mga indibidwal na ugat ng lugar ng Ryabinovy ​​​​- 0.023 ... 0.03%. Posibleng nauugnay na pagkuha ng lithium na may average na nilalaman na 1l20 -0.086%, pati na rin ang beryllium. Ang nilalaman ng №> 205 ay mababa - 0.02%, ngunit sa panahon ng pagkuha ng mga hilaw na materyales ng tantalum, ang niobium ay makukuha na bilang isang by-product. Ang deposito ay nangangailangan ng karagdagang paggalugad.

Sa pangkalahatan, ang mga kapasidad ng pagpapatakbo para sa pagkuha ng mga hilaw na materyales ng niobium ay nakakatugon na sa mga pangangailangan ng mga metalurgist ng Russia sa mga additives ng niobium alloying (200 ... 250 tonelada bawat taon), at kahit na isinasaalang-alang ang paglaki ng demand para sa mga produkto ng pipe para sa pangunahing. pipelines, tanging ang nakaplanong pag-unlad ng mga kapasidad ng Stalmag at Zabaikalsky GOK ang maaaring over-

sumasakop sa mga bagong volume ng demand hanggang 2005 (hanggang 600 ... 800 tonelada).

Ang mga problema ng Sevredmet at Solikamsk Iron and Steel Works ay kailangang tugunan ng kanilang mga may-ari (FTK Company at Russia Growth Fund) bilang bahagi ng paglikha ng isang pinag-isang teknolohiya para sa pagproseso ng mga kumplikadong niobium-rare earth raw na materyales upang makakuha ng panghuling mabibiling produkto (indibidwal rare earth metals at ang kanilang mga oxides, ferroniobium, metallic niobium at tantalum) at ang paglikha ng sapat na kapasidad para sa taunang pagproseso ng 22 ... 25 thousand tons ng loparite concentrate. Ang paghawak na ito ay maaaring makagawa ng hanggang 1000 tonelada ng niobium at hanggang 100 tonelada ng mga produktong tantalum bawat taon. ... : ■.

Ang pagbebenta ng mga produkto ng muling itinayong Sevredmet at ang bagong Ap-Rosy mining enterprise sa larangan ng Tomtor ay nangangailangan na ng paglampas sa merkado ng Russia. Ang pagpasok sa merkado ng mundo ay limitado ng patakaran ng monopolyo ng mundo ng mga produkto ng niobium - ang kumpanya ng Brazil na SVMM. Ang pagkakaroon ng pinakamababang halaga ng produksyon at pagproseso ng mga hilaw na materyales ng niobium, maaari nitong kontrolin ang antas ng mga presyo sa mundo, na pumipigil sa paglitaw ng mga seryosong kakumpitensya. Ang mga producer ng Russia ng labis na mga produkto ng niobium ay kailangang tumuon sa solidary metalurgy market ng mga bansang CIS (Ukraine, Kazakhstan) at ang lumalaking merkado ng pagkonsumo ng metalurhiya sa China. Bilang karagdagan sa sektor ng metalurhiya, kinakailangang seryosong pag-aralan ang mga uso sa pag-unlad sa susunod na 20 taon ng mga teknolohiyang nagse-save ng enerhiya sa mundo batay sa mga superconducting power transmission system batay sa niobium alloys, ang produksyon nito ay mangangailangan ng hanggang 5 libong tonelada bawat taon.

Ang umiiral na kapasidad ng produksyon ng Klyuchevskoy Ferroalloy Plant ay sapat na upang ibenta

BIBLIOGRAPIYA

1. Elyutin A.V., Chistov LB, Epshtein E.M. Mga problema sa pag-unlad base ng yamang mineral niobium // Mga mapagkukunan ng mineral ng Russia. Ekonomiks at pamamahala

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

2. Kudrin B.C., Kushparenko Yu..S., Petrova N.V. et al. "Mineral na hilaw na materyales. Niobium at tantalum. Handbook.

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

3. Yamang mineral ng mundo sa simula ng 2001. -M .: Aerogeology, 2002 .-- T. 2.- 476 p.

4. Mga buod ng kalakal ng mineral "2003. - Pittsburgh, PA (USA): USGS, 2003. - 196 p."!

5. Niobium. Mineral taunang pagsusuri 2001. - Pittsburgh, PA (USA): USGS, 2002. - P. 21.1-28.14.

6. Mga presyo ng metal sa United States hanggang 1998. -Pittsburgh, PA (USA): USGS; 1998 .-- 179 p.

8. Zhevelyuk I. "Pangangaso para sa" movable "property // Nord-West-Courier. - No. 41 (54): - Nobyembre 21-27, 2002. t

produksyon ng 1500 tonelada ng ferroniobium bawat taon, 1000 tonelada ng N¿-N5 alloy at 500 tonelada ng Cr-N-M-master alloy. Kaya, ang mga volume ng mga produktong pyrochlore na inaalok para sa pagproseso ng Stalmag, Zabaikalsky at Novo-Orlovsky GOKs, pati na rin ang mga binalak para sa paghahatid mula sa deposito ng Tomtor, ay maaaring tanggapin para sa muling pamamahagi ng negosyong ito. Para sa produksyon ng mga komersyal na produktong metal mula sa niobium at tantalum Mga kumpanyang Ruso maaari kang gumamit ng mga tolling scheme para sa pagtatrabaho sa mga kumpanyang Kazakh na KazNiobiy - Irtysh Chemical at Metallurgical Plant at Ulba Metallurgical Plant. Sa kaganapan ng isang pagpapabuti sa conjuncture ng mga superconducting na materyales, ang opsyon ng pag-aayos ng isang produksyon ng niobium rolled na mga produkto sa teritoryo ng Russia ay makatotohanan din. Ang ganitong produksyon ay umiral nang mas maaga sa Experimental Chemical at Metallurgical Plant ng GIREDMED (Podolsk, Moscow Region) at ang Experimental Plant ng Refractory Metals at Hard Alloys (Moscow).

Ang paglikha ng mga bagong industriya para sa pagkuha at paggawa ng mga produktong niobium ay posible rin sa loob ng balangkas ng kanilang nauugnay na pagkuha sa panahon ng pagbuo ng mga deposito ng iba pang mga mineral - halimbawa, Katuginsky yttrium-rare earth-zirconium, Vishnyakovsky tantalum, Zavitinsky lithium, atbp .niobium, na hindi maaaring seryosong makakaapekto sa merkado para sa pangangailangan nito.

Ang pag-unlad ng mga deposito ng malayong reserba (Ulug-Tanzeksky sa Republika ng Tyva at Gusinoozersky sa Republika ng Sakha-Yakutia) sa mga kondisyon ng labis na supply ng mga hilaw na materyales ng niobium ng mas may kakayahang mga kumpanya na nagpapatakbo sa mayaman at madaling pagbibihis Ang mga ores ay halos hindi maipapayo.

9. Semenenko Y. Russian niobium. Ang unang lunok mula sa Siberia // Prirodo-resourcenye vedomosti. - Agosto 31, 2001, http://gazeta.priroda.ru.

10. Mga Site Yu.G., Kharitonov Yu.F., Shevchuk G.A. Base sa mapagkukunan ng mineral ng rehiyon ng Chita. Mga prospect para sa paggalugad at pag-unlad: Bahagi 2 // Mga mapagkukunan ng mineral ng Russia. Ekonomiks at Pamamahala. - 2002. -№ 5. - S. 8-20.

11. Temnov A.B. Geological at teknikal na mga problema ng pagmimina ng mga ultra-rich rare-metal ores ng Tomtor deposit // Natural at technogenic placer at deposito ng weathering crusts sa pagpasok ng milenyo. Mga abstract. ulat XII Int. kumperensya ". - M .: IGEM RAN, 2000. - S! 345-347.

12. Epshtein E.M., Usova T.Yu., Danilchenko N.A. et al Niobium ng Russia: estado, mga prospect ng pag-unlad at pag-unlad ng base ng mapagkukunan ng mineral // Mga hilaw na materyales ng mineral. Geological at economic series, No. 8. - M .: VIMS, 2000. - 103 p.

13. Kudrin B.C., Rozhanets A.B., Chistov L.B. at iba pa Tantalum ng Russia: estado, mga prospect ng pag-unlad at pag-unlad ng base ng mapagkukunan ng mineral // Mga hilaw na materyales ng mineral *. Geological at economic series, No. 4. - M .: VIMS, 1999.-90 p.

Mga pisikal na katangian ng niobium

Ang Niobium ay isang makintab na silver-gray na metal.

Ang elemental na niobium ay isang sobrang refractory (2468 ° C) at mataas na kumukulo (4927 ° C) na metal na lubos na lumalaban sa maraming kinakaing unti-unti na kapaligiran. Ang lahat ng mga acid, maliban sa hydrofluoric acid, ay hindi kumikilos dito. Ang mga oxidizing acid ay "passivate" ng niobium, na tinatakpan ito ng isang protective oxide film (No. 205). Ngunit sa mataas na temperatura, tumataas ang reaktibiti ng niobium. Kung sa 150 ... 200 ° C lamang ang isang maliit na ibabaw na layer ng metal ay na-oxidized, pagkatapos ay sa 900 ... 1200 ° C ang kapal ng oxide film ay tumataas nang malaki.

Ang crystal lattice ng niobium ay body-centered cubic na may parameter na a = 3.294A.

Ang purong metal ay ductile at maaaring igulong sa manipis na sheet (hanggang sa 0.01 mm ang kapal) sa malamig na estado nang walang intermediate annealing.

Posibleng tandaan ang mga naturang katangian ng niobium bilang isang mataas na punto ng pagkatunaw at kumukulo, isang mas mababang function ng trabaho ng mga electron kumpara sa iba pang mga refractory metal - tungsten at molibdenum. Ang huling ari-arian ay nagpapakilala sa kakayahang maglabas ng elektron (paglabas ng mga electron), na ginagamit para sa paggamit ng niobium sa teknolohiyang vacuum. Ang Niobium ay mayroon ding mataas na superconducting transition temperature.

Densidad 8.57 g / cm3 (20 ° C); tm 2500 ° C; kumulo 4927 ° C; presyon ng singaw (sa mm Hg; 1 mm Hg = 133.3 N / m2) 1 10-5 (2194 ° C), 1 10-4 (2355 ° C), 6 10- 4 (sa tm), 1 · 10-3 (2539 ° C).

Sa mga nakapaligid na temperatura, ang niobium ay matatag sa hangin. Ang simula ng oksihenasyon (tarnishing films) ay sinusunod kapag ang metal ay pinainit sa 200 - 300 ° C. Sa itaas ng 500 °, ang mabilis na oksihenasyon ay nangyayari sa pagbuo ng oxide Nb2O5.

Thermal conductivity sa W / (m · K) sa 0 ° C at 600 ° C, ayon sa pagkakabanggit 51.4 at 56.2, pareho sa cal / (cm · sec · ° C) 0.125 at 0.156. Tukoy na volumetric electrical resistance sa 0 ° C 15.22 · 10-8 ohm · m (15.22 · 10-6 ohm · cm). Ang superconducting transition temperature ay 9.25 K. Ang Niobium ay paramagnetic. Ang work function ng mga electron ay 4.01 eV.

Ang Purong Niobium ay madaling ma-pressure sa lamig at nagpapanatili ng kasiya-siyang mekanikal na katangian sa mataas na temperatura. Ang sukdulang lakas nito sa 20 at 800 ° C, ayon sa pagkakabanggit, ay 342 at 312 MN / m2, pareho sa kgf / mm234.2 at 31.2; pagpahaba sa 20 at 800 ° C, ayon sa pagkakabanggit, 19.2 at 20.7%. Brinell tigas ng purong niobium ay 450, teknikal na tigas ay 750-1800 Mn / m2. Ang mga impurities ng ilang elemento, lalo na ang hydrogen, nitrogen, carbon at oxygen, ay lubhang nakakapinsala sa ductility at nagpapataas ng tigas ng niobium.

Mga kemikal na katangian ng niobium

Lalo na pinahahalagahan ang Niobium para sa paglaban nito sa mga inorganic at organikong sangkap.

Mayroong pagkakaiba sa kemikal na pag-uugali ng pulbos at bukol na metal. Ang huli ay mas matatag. Ang mga metal ay hindi kumikilos dito, kahit na pinainit sa mataas na temperatura. Ang mga likidong alkali na metal at ang kanilang mga haluang metal, bismuth, lead, mercury, lata ay maaaring makipag-ugnayan sa niobium sa loob ng mahabang panahon nang hindi binabago ang mga katangian nito. Kahit na ang mga malakas na oxidant tulad ng perchloric acid, "aqua regia", hindi banggitin ang nitric, sulfuric, hydrochloric at lahat ng iba pa, ay walang magagawa dito. Ang mga solusyon sa alkalina ay wala ring epekto sa niobium.

Gayunpaman, mayroong tatlong reagents na maaaring mag-convert ng niobium metal sa mga kemikal na compound. Ang isa sa kanila ay isang molten hydroxide ng isang alkali metal:

4Nb + 4NaOH + 5О2 = 4NaNbO3 + 2H2О

Ang dalawa pa ay hydrofluoric acid (HF) o ang pinaghalong nitric acid (HF + HNO). Sa kasong ito, nabuo ang mga fluoride complex, ang komposisyon nito ay higit na nakasalalay sa mga kondisyon ng reaksyon. Ang elemento ay sa anumang kaso kasama sa anion ng 2- o 2- uri.

Kung kukuha tayo ng powdered niobium, ito ay medyo mas aktibo. Halimbawa, sa molten sodium nitrate, nag-aapoy pa nga ito, nagiging oxide. Ang compact niobium ay nagsisimulang mag-oxidize kapag pinainit sa itaas ng 200 ° C, at ang pulbos ay natatakpan ng isang oxide film na nasa 150 ° C. Kasabay nito, ang isa sa mga kahanga-hangang katangian ng metal na ito ay ipinakita - pinapanatili nito ang plasticity.

Sa anyo ng sawdust, kapag pinainit sa itaas 900 ° C, ganap itong nasusunog sa Nb2O5. Nasusunog nang husto sa isang stream ng chlorine:

2Nb + 5Cl2 = 2NbCl5

Tumutugon sa asupre kapag pinainit. Mahirap ang haluang metal sa karamihan ng mga metal. Mayroong, marahil, dalawang pagbubukod lamang: bakal, kung saan nabuo ang mga solidong solusyon ng iba't ibang mga ratio, at aluminyo, na may isang tambalang Al2Nb na may niobium.

Anong mga katangian ng niobium ang tumutulong dito na labanan ang pagkilos ng pinakamalakas na acid - mga ahente ng oxidizing? Ito ay lumalabas na hindi ito tumutukoy sa mga katangian ng metal, ngunit sa mga tampok ng mga oxide nito. Kapag nakikipag-ugnay sa mga ahente ng oxidizing, isang napaka manipis (at samakatuwid ay hindi nakikita), ngunit napaka siksik na layer ng mga oxide ay lumilitaw sa ibabaw ng metal. Ang layer na ito ay nagiging isang hindi malulutas na balakid sa landas ng ahente ng oxidizing sa isang malinis na ibabaw ng metal. Ang ilang mga kemikal na reagents lamang, lalo na ang fluorine anion, ang maaaring tumagos dito. Samakatuwid, mahalagang ang metal ay na-oxidized, ngunit halos walang mga resulta ng oksihenasyon na kapansin-pansin dahil sa pagkakaroon ng isang manipis na proteksiyon na pelikula. Ang passivity patungo sa dilute sulfuric acid ay ginagamit upang lumikha ng isang alternating current rectifier. Ito ay nakaayos nang simple: ang mga platinum at niobium plate ay inilubog sa isang 0.05 m sulfuric acid solution. Ang Niobium sa isang passivated na estado ay maaaring magsagawa ng kasalukuyang kung ito ay isang negatibong elektrod - isang cathode, i.e. ang mga electron ay maaaring dumaan sa layer ng oxide mula lamang sa gilid ng metal. Ang landas ng mga electron mula sa solusyon ay sarado. Samakatuwid, kapag ang isang alternating kasalukuyang ay dumaan sa naturang aparato, pagkatapos ay isang yugto lamang ang pumasa, kung saan ang platinum ay ang anode, at ang niobium ay ang katod.

niobium metal halogen

Isang elemento ng kemikal na pinangalanan sa sinaunang Niobe - isang babaeng naglakas-loob na pagtawanan ang mga diyos at binayaran ito sa pagkamatay ng kanyang mga anak. Niobium ang epitomize ng paglipat ng sangkatauhan mula sa industriyal tungo sa digital na produksyon; mula sa mga steam locomotive hanggang sa mga sasakyang ilunsad; mula sa coal-fired power plants hanggang sa nuclear power. Sa mundo, ang presyo ng niobium kada gramo ay medyo mataas, gayundin ang pangangailangan para dito. Karamihan sa mga pinakabagong pagsulong sa agham ay malapit na nauugnay sa paggamit ng metal na ito.

Presyo ng Niobium kada gramo

Dahil ang mga pangunahing gamit ng niobium ay nauugnay sa mga programang nuklear at espasyo, kabilang ito sa pangkat ng mga madiskarteng materyales. Ang pagpoproseso ay higit na kumikita sa pananalapi kaysa sa pagbuo at pagkuha ng mga bagong ores, na ginagawang hinihiling ang niobium sa pangalawang merkado ng metal.

Ang halaga ng presyo para dito ay tinutukoy ng ilang mga kadahilanan:

• Ang kadalisayan ng metal. Ang mas maraming dayuhang bagay, mas mababa ang presyo.
• Delivery form.
• Saklaw ng paghahatid. Direktang proporsyonal sa mga presyo ng metal.
• Ang lokasyon ng scrap collection point. Ang bawat rehiyon ay may iba't ibang pangangailangan para sa niobium at, nang naaayon, ang presyo para dito.
• Ang pagkakaroon ng mga bihirang metal. Ang mga haluang metal na naglalaman ng mga elemento tulad ng tantalum, tungsten, molibdenum ay mas mataas sa presyo.
• Ang halaga ng mga panipi sa mga palitan ng mundo. Ang mga halagang ito ang pangunahing kapag nagtatakda ng presyo.

Indikatibong pangkalahatang-ideya ng mga presyo sa Moscow:

• Niobium NB-2. Ang presyo ay nag-iiba sa pagitan ng 420-450 rubles. bawat kg.
• Niobium shavings. RUB 500-510 bawat kg.
• Niobium punong-tanggapan НБШ00. Nag-iiba sa pagtaas ng mga presyo dahil sa hindi gaanong nilalaman ng mga impurities. RUB 490-500 bawat kg.
• Niobium head NBSh-0. RUB 450-460 bawat kg.
• Niobium NB-1 sa anyo ng isang baras. Ang presyo ay 450-480 rubles. bawat kg.

Sa kabila ng mataas na halaga, ang pangangailangan para sa niobium sa mundo ay patuloy na lumalaki. Ito ay dahil sa napakalaking potensyal nito para sa paggamit at ang kakulangan ng metal. Mayroon lamang 18 gramo ng niobium bawat 10 tonelada ng lupa.

Ang pang-agham na komunidad ay patuloy na nagtatrabaho sa paghahanap at pagbuo ng isang kapalit para sa gayong mamahaling materyal. Pero hanggang ngayon konkretong resulta sa ito ay hindi nakatanggap. Nangangahulugan ito na ang pagbaba sa mga presyo ng niobium ay hindi inaasahan sa malapit na hinaharap.

Upang ayusin ang presyo at taasan ang rate ng turnover, ang mga sumusunod na kategorya ay ibinigay para sa mga produktong niobium:

• Niobium ingot. Ang kanilang sukat at timbang ay na-standardize ng GOST 16099-70. Depende sa kadalisayan ng metal, nahahati sila sa 3 grado: niobium NB-1, niobium NB-2 at, nang naaayon, niobium NB-3.
• Niobium stick. Nag-iiba sa mas mataas na porsyento ng mga impurities.
• Niobium foil. Ginawa hanggang sa 0.01 mm ang kapal.
• Niobium bar. Ayon sa TU 48-4-241-73 ito ay ibinibigay kasama ng mga tatak na NBP1 at NBP2.

Mga pisikal na katangian ng niobium

Ang metal ay kulay abo na may puting tint. Tumutukoy sa pangkat ng mga matigas na haluang metal. Ang punto ng pagkatunaw ay 2500 ºС. Ang punto ng kumukulo ay 4927 ºС. Nag-iiba sa tumaas na halaga ng paglaban sa init. Hindi nawawala ang mga pag-aari nito sa mga operating temperatura sa itaas 900 ºС.

Ang mga mekanikal na katangian ay nasa mataas na antas din. Ang density ay 8570 kg / m3 na may katulad na tagapagpahiwatig ng bakal na 7850 kg / m3. Lumalaban sa trabaho sa ilalim ng parehong dynamic at cyclic load. Lakas ng makunat - 34.2 kg / mm2. May mataas na plasticity. Ang koepisyent ng kamag-anak na pagpahaba ay nag-iiba sa hanay na 19-21%, na ginagawang posible na makuha mula dito ang sheet metal niobium na may kapal na hanggang 0.1 mm.

Ang katigasan ay nauugnay sa kadalisayan ng metal mula sa mga nakakapinsalang impurities at nagdaragdag sa kanilang pagtaas sa komposisyon. Ang purong niobium ay may 450 Brinell hardness units.

Ang Niobium ay angkop para sa pagtatrabaho sa pamamagitan ng presyon sa mga temperatura sa ibaba -30 ºС at mahinang pagputol.

Ang thermal conductivity ay hindi nagbabago nang malaki sa malalaking pagbabago sa temperatura. Halimbawa, sa 20 ºС ito ay 51.4 W / (m K), at sa 620 С ito ay tumataas lamang ng 4 na yunit. Ang Niobium ay nakikipagkumpitensya para sa electrical conductivity sa mga elemento tulad ng tanso at aluminyo. Electrical resistance - 153.2 nΩ m. Nabibilang sa kategorya ng mga superconducting na materyales. Ang temperatura kung saan napupunta ang haluang metal sa superconducting mode ay 9.171 K.

Lubhang lumalaban sa acid. Ang mga karaniwang acid tulad ng sulfuric, hydrochloric, phosphoric, nitric ay hindi nakakaapekto sa istraktura ng kemikal nito sa anumang paraan.

Sa mga temperatura sa itaas 250 ºС, ang niobium ay nagsisimulang aktibong mag-oxidize sa oxygen, pati na rin ang pumasok sa mga reaksiyong kemikal na may mga molekula ng hydrogen at nitrogen. Ang mga prosesong ito ay nagpapataas ng brittleness ng metal, sa gayon ay binabawasan ang lakas nito.

• Hindi nalalapat sa mga allergenic na materyales. Ipinakilala sa katawan ng tao, hindi ito nagiging sanhi ng reaksyon ng pagtanggi ng katawan.
• Ito ay isang metal ng unang pangkat ng weldability. Ang mga welds ay masikip at hindi nangangailangan ng mga operasyon sa paghahanda. Lumalaban sa basag.

Mga uri ng haluang metal

Ayon sa halaga ng mga mekanikal na katangian sa mataas na temperatura, ang mga haluang metal ng niobium ay nahahati:

1. Mababang lakas. Gumagana sa loob ng 1100-1150 ºС. Mayroon silang isang simpleng hanay ng mga elemento ng alloying. Kabilang dito ang zirconium, titanium, tantalum, vanadium, hafnium. Ang lakas ay 18-24 kg / mm2. Matapos maipasa ang kritikal na threshold ng temperatura, bumababa ito nang husto at nagiging katulad ng purong niobium. Ang pangunahing bentahe ay mataas na mga katangian ng plastik sa temperatura hanggang sa 30 ºС at mahusay na kakayahang magamit ng presyon.
2. Katamtamang lakas. Ang kanilang temperatura sa pagtatrabaho ay nasa hanay na 1200-1250 ºС. Bilang karagdagan sa mga elemento ng alloying sa itaas, naglalaman ang mga ito ng mga impurities ng tungsten, molibdenum, tantalum. Ang pangunahing layunin ng mga additives na ito ay upang mapanatili ang mga mekanikal na katangian na may pagtaas ng temperatura. Mayroon silang katamtamang plasticity at gumagana nang maayos sa presyon. Ang isang kapansin-pansing halimbawa ng isang haluang metal ay niobium 5VMTs.
3. Mga haluang metal na may mataas na lakas. Ginagamit ang mga ito sa mga temperatura hanggang sa 1300 ºС. Sa panandaliang pagkakalantad hanggang sa 1500 ºС. Nag-iiba sila sa kemikal na komposisyon ng mas mataas na kumplikado. Binubuo ang mga ito ng 25% additives, ang pangunahing bahagi nito ay tungsten at molibdenum. Ang ilang mga uri ng mga haluang metal na ito ay nakikilala sa pamamagitan ng isang mataas na nilalaman ng carbon, na may positibong epekto sa halaga ng kanilang paglaban sa init. Ang pangunahing kawalan ng high-strength niobium ay ang mababang ductility nito, na nagpapahirap sa pagsasagawa ng teknolohikal na pagproseso. At, nang naaayon, ang paggawa ng mga semi-tapos na produkto.

Dapat tandaan na ang mga kategoryang nakalista sa itaas ay may kondisyon at nagbibigay lamang ng pangkalahatang ideya ng paraan ng paggamit nito o ng haluang iyon.

Dapat ding banggitin ang mga compound tulad ng ferroniobium at niobium oxide.

Ang Ferroniobium ay isang tambalan ng niobium na may bakal, kung saan ang nilalaman ng huli ay nasa antas na 50%. Bilang karagdagan sa mga pangunahing elemento, kabilang dito ang daan-daang titanium, asupre, posporus, silikon, carbon. Ang eksaktong porsyento ng mga elemento ay na-standardize ng GOST 16773-2003.

Ang Niobium pentaxide ay isang puting mala-kristal na pulbos. Hindi madaling matunaw sa acid at tubig. Ito ay ginawa sa pamamagitan ng pagsunog ng niobium sa isang oxygen na kapaligiran. Ganap na walang hugis. Temperatura ng pagkatunaw 1500 ºС.

Mga Aplikasyon ng Niobium

Ang lahat ng mga katangian sa itaas ay gumagawa ng metal na lubhang popular sa iba't ibang mga industriya. Kabilang sa maraming mga paraan upang magamit ito, ang mga sumusunod na posisyon ay nakikilala:

• Gamitin sa mga metalurgist bilang isang elemento ng haluang metal. Bukod dito, ang parehong ferrous at non-ferrous na haluang metal ay pinagsama sa niobium. Halimbawa, ang pagdaragdag lamang ng 0.02% nito sa komposisyon ng hindi kinakalawang na asero 12X18H10T ay nagpapataas ng wear resistance nito ng 50%. Pinahusay na may niobium (0.04%), ang aluminyo ay nagiging ganap na hindi sensitibo sa alkali. Ang Niobium ay kumikilos sa tanso bilang isang hardening ng bakal, pinatataas ang mga mekanikal na katangian nito sa pamamagitan ng isang order ng magnitude. Tandaan na kahit ang uranium ay doped sa niobium.
• Ang Niobium pentoxide ay ang pangunahing bahagi sa paggawa ng mataas na refractory ceramics. Natagpuan din niya ang aplikasyon sa industriya ng pagtatanggol: mga nakabaluti na baso ng kagamitang militar, optika na may malaking anggulo ng repraksyon, at iba pa.
• Ferroniobium ay ginagamit para sa alloying steels. Ang pangunahing gawain nito ay upang madagdagan ang paglaban sa kaagnasan.
• Sa electrical engineering, ginagamit ang mga ito para sa paggawa ng mga capacitor at kasalukuyang rectifier. Ang ganitong mga capacitor ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na kapasidad at paglaban sa pagkakabukod, maliliit na sukat.
• Ang mga compound ng silikon at germanium na may niobium ay malawakang ginagamit sa larangan ng electronics. Ang mga superconducting solenoid at mga elemento ng kasalukuyang generator ay gawa sa kanila.