Aplicarea niobiului. Producția de niob în Rusia

Merită să începem cu faptul că niobiul este legat în mod inextricabil de o substanță precum tantal. Acest lucru se întâmplă în ciuda faptului că aceste materiale nu erau disponibile în același timp.

Ce este niobiul

Ce este cunoscut în prezent despre o substanță cum ar fi niobiu? Este un element chimic care se află în grupul 5 al mesei periodice, având numărul atomic 41 și, de asemenea, masa atomică 92,9. La fel ca multe alte metale, această substanță se caracterizează printr-o luciu din oțel gri.

Unul dintre cei mai importanți parametri fizici ai acestui lucru metalul a devenit refractarea sa. Datorită acestei caracteristici, utilizarea de niobiu a devenit răspândită în multe industrii. Punctul de topire al acestei substanțe este de 2468 grade Celsius, iar punctul de fierbere este de 4927 grade Celsius.

Proprietățile chimice ale acestei substanțe sunt, de asemenea, la un nivel ridicat. Se caracterizează printr-un nivel ridicat de rezistență la efectele temperaturilor negative, precum și la efectul mediilor cele mai agresive.

producere

Este demn de a spune că prezența de minereu care conține elementul Nb (niobiu), mult mai mult decât cel care conține tantal, dar problema este lipsa de conținutul elementului în minereu.

Cel mai adesea, pentru a obține acest element, are loc un proces de reducere termică, în care participă aluminiul sau siliciul. Ca rezultat al acestei operații, se obțin compușii de ferroniobiu și ferotontaloniobiu. Este de remarcat faptul că versiunea metalică a acestei substanțe este produsă din aceeași minereu, însă se folosește o tehnologie mai complexă. Creuzetele de niobiu și alte materiale obținute se caracterizează prin caracteristici de performanță foarte ridicate.

Metode de obținere a niobiului

În prezent, una dintre cele mai dezvoltate direcții de obținere a acestui material sunt altermotermice, termotermice și carbothermice. Diferența dintre aceste tipuri este, de asemenea, în precursori, care sunt utilizați pentru a restabili niobiu. De exemplu, într-o metodă termică de sodiu, se utilizează K2NbF7. Dar, de exemplu, cu metoda aluminotermică se utilizează pentoxid de niobiu.

Dacă vorbim despre metoda de producție carbothermic, atunci această tehnologie implică amestecarea Nb cu funingine. Acest proces trebuie efectuat într-un mediu cu temperatură ridicată și hidrogen. Ca urmare a acestei operații, se va obține carbură de niobiu. A doua etapă este aceea că mediul de hidrogen este înlocuit cu un vid și temperatura este menținută. În acel moment, oxidul său se adaugă la carbură de niobiu și se produce metalul în sine.

Este important de menționat că printre formele de metal produse, niobiu în lingouri este destul de comună. Acest produs este destinat fabricării unui aliaj pe bază de metal, precum și a altor produse semifinite.

De asemenea, poate fi produs un personal din acest material, care este împărțit în mai multe categorii în funcție de puritatea substanței. Cel mai mic număr de impurități este conținut în bara cu marcajul NBSH-00. Clasa NBSH-0 este caracterizată de o disponibilitate mai mare a elementelor cum ar fi fier, titan și siliciu tantal. Categoria care are cel mai mare indice de impuritate, NBS-1. Se poate adăuga că niobul în lingouri nu are o astfel de clasificare.

Căi alternative de producție

Metodele alternative includ topirea zonei cu fascicul de electroni fără creuzet. Acest proces permite obținerea unor cristale unice de Nb. Creuzetele de niobiu sunt produse utilizând această metodă. Se referă la metalurgia pulberilor. Se utilizează pentru a obține mai întâi un aliaj din acest material și după și proba sa pură. Prezența acestei metode a provocat apariția frecventă a anunțurilor despre cumpărarea de niobiu. Această metodă vă permite să utilizați pentru a produce metalul pur nu este minereul însuși, care este dificil să se extragă sau să se concentreze din acesta și materii prime secundare.

O altă metodă alternativă de producție poate fi clasificată drept niobiu. Este de remarcat faptul că majoritatea firmelor preferă să cumpere exact tije, fire sau tablă.

Rulare și folie

Folia din acest material este un produs semi-finisat destul de comun. Este cea mai subțire foaie de metal laminat din această substanță. folosit această materie primă pentru producția anumitor produse și părți. Folia de niobiu este obținută din materie primă pură prin laminarea la rece a lingotierelor Nb. Produsele obținute sunt caracterizate de indicatori precum rezistența ridicată la coroziune, mediu agresiv și temperatură ridicată. Închirierea de niobiu și lingourile sale oferă, de asemenea, caracteristici precum rezistența produsului la uzură, ductilitatea ridicată, lucrabilitatea bună.

Produsele obținute în acest mod sunt cele mai des utilizate în domenii precum construcția de avioane, ingineria rachetelor, medicina (chirurgia), radiotehnica, ingineria electrică, energia nucleară, energia nucleară. Folia de niobiu este ambalată în bobine și depozitată într-un loc uscat protejat de umiditate și într-un loc protejat de impact mecanic din lateral.

Aplicare în electrozi și aliaje

Utilizarea niobiului este foarte răspândită. Acesta poate fi folosit, ca și cromul și nichelul, ca un material care face parte din aliajul de fier folosit pentru a produce electrozi. Datorită faptului că niobiu, ca și tantalul, este capabil să formeze carburi superhardice, este adesea folosit pentru producerea de aliaje superhardice. Se poate adăuga că în prezent se încearcă cu acest material să se îmbunătățească proprietățile aliajelor obținute pe baza lui metale neferoase.

Deoarece niobiul este o materie primă capabilă să creeze elemente de carbură, el, ca și tantalul, este utilizat ca amestec de aliere în producția de oțel. Trebuie remarcat faptul că, de mult timp, utilizarea niobiului ca impuritate la tantal a fost considerată o acțiune negativă. Cu toate acestea, astăzi, avizul sa schimbat. Sa constatat că Nb poate servi ca un substitut pentru tantal, cu mare succes, deoarece mai puține substanțe pot fi utilizate din cauza masei atomice mai mici, păstrând toate caracteristicile vechi și efecte ale produsului.

Aplicații în inginerie electrică

Trebuie subliniat faptul că utilizarea niobiu ca și fratele său tantal poate redresoare din cauza faptului că acestea au proprietatea de conducere unipolare, adică aceste substanțe un curent electric numai într-o singură direcție. Este posibil să utilizați acest metal pentru a crea dispozitive cum ar fi anodurile care sunt utilizate în generatoare puternice și lămpi de amplificare.

Este foarte important să menționăm că utilizarea de niobiu a ajuns la energia nucleară. În această industrie, produsele fabricate din această substanță sunt utilizate ca materiale structurale. Acest lucru a devenit posibil, deoarece prezența Nb în detalii le face rezistente la căldură și, de asemenea, le oferă o rezistență chimică de înaltă calitate.

Caracteristicile fizice excelente ale acestui metal au condus la faptul că acesta este utilizat pe scară largă în tehnica rachetelor, în aeronavele cu jet de aer, în turbinele cu gaz.

Producția de niob în Rusia

Dacă vorbim despre rezervele acestui minereu, atunci există doar aproximativ 16 milioane de tone. Cel mai mare domeniu, ocupând aproximativ 70% din volumul total, se află în Brazilia. Pe teritoriul Rusiei se află aproximativ 25% din rezervele acestui minereu. Această cifră este considerată o parte semnificativă a tuturor rezervelor de niobiu. Cel mai mare depozit al acestei substanțe se află în Siberia de Est, precum și în Orientul Îndepărtat. Astăzi, pe teritoriul Federației Ruse, guvernul din Lovozersky este implicat în extracția și producția acestei substanțe. Se poate observa că și compania Stalmag a fost implicată și în producția de niob în Rusia. Ea a dezvoltat depozitul tătar al acestui minereu, dar în 2010 a fost închis.

Puteți adăuga și asta Solikamsk plante de magneziu este implicat în producerea de oxid de niobiu. Se primesc, prelucrarea loparitovyj un concentrat. Această întreprindere produce între 400 și 450 de tone de substanță, cea mai mare parte fiind exportată în țări precum SUA și Germania. O parte din oxidul rămas merge la Uzina mecanică din Chepetsky, care produce atât niobiu pur, cât și aliajele sale. Există capacități semnificative care permit producerea a până la 100 de tone de material pe an.

Niobium metal și costul său

În ciuda faptului că domeniul de aplicare al acestei substanțe este destul de larg, scopul principal este spațiul și industria nucleară. Din acest motiv, Nb se referă la materiale strategice.

Principalii parametri care afectează costul de niobiu:

• puritatea aliajului, un număr mare de impurități scade prețul;
• forma de livrare a materialului;
• volumele de materiale furnizate;
• localizarea punctului de recepție a minereului (diferitele regiuni au nevoie de un număr diferit de elemente și, prin urmare, prețul pentru acesta este diferit).

O listă aproximativă a prețurilor pentru materialele din Moscova:

• Niobium marca NB-2 este în intervalul de 420-450 ruble pe kg;
• rasul de niobiu costă între 500 și 510 ruble pe kg;
• Personalul brandului NBSH-00 costă între 490 și 500 de ruble pe kg.

Este demn de remarcat faptul că, în ciuda costului imens al acestui produs, cererea pentru acest produs este în creștere.