Bruk av niob. Niobproduksjon i Russland

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Det er verdt å starte med det faktum at niob er uløselig knyttet til et stoff som tantal. Dette til tross for at disse materialene ikke ble åpnet samtidig.

Hva er niob

Hva vet man i dag om et slikt stoff som niob? Det er et kjemisk grunnstoff som er plassert i den 5. gruppen av det periodiske system, med et atomnummer på 41, samt en atommasse på 92,9. Som mange andre metaller er dette stoffet preget av en stålgrå glans.

En av de viktigste fysiske parametrene til dette metallet var dets ildfasthet. Det er på grunn av denne egenskapen at bruken av niob har blitt utbredt i mange bransjer. Smeltepunktet til dette stoffet er 2468 grader Celsius og kokepunktet er 4927 grader Celsius.

De kjemiske egenskapene til dette stoffet er også på et høyt nivå. Den er preget av høy motstand mot negative temperaturer, så vel som mot de fleste aggressive miljøer.

Produksjon

Det er verdt å nevne at tilstedeværelsen av malm som inneholder grunnstoffet Nb (niob) er mye større enn for tantal, men problemet ligger i mangelen på innholdet av selve grunnstoffet i denne malmen.

For å oppnå dette elementet utføres oftest en termisk reduksjonsprosess, hvor aluminium eller silisium er involvert. Som et resultat av denne operasjonen oppnås ferroniobium- og ferrotantaloniobiumforbindelser. Det er verdt å merke seg at produksjonen av en metallisk versjon av dette stoffet utføres fra samme malm, men en mer kompleks teknologi brukes. Niob-digler og andre resulterende materialer er preget av svært høy ytelse.

Metoder for å skaffe niob

For øyeblikket er et av de mest utviklede områdene for å skaffe dette materialet aluminiumtermisk, natriumtermisk og karbotermisk. Forskjellen mellom disse typene ligger også i forløperne som brukes til å redusere niob. La oss si at K2NbF7 brukes i den termiske natriummetoden. Men for eksempel, i den aluminotermiske metoden brukes niobpentoksid.

Hvis vi snakker om den karbotermiske metoden for å oppnå, så innebærer denne teknologien blanding av Nb med sot. Denne prosessen bør foregå i et høytemperatur- og hydrogenmiljø. Som et resultat av denne operasjonen vil niobkarbid oppnås. Det andre trinnet er at hydrogenmediet erstattes med et vakuum, og temperaturen opprettholdes. På dette tidspunktet til niobkarbiddets oksid tilsettes og selve metallet oppnås.

Det er viktig å merke seg at blant formene for produsert metall er niob i ingots ganske vanlig. Dette produktet er beregnet for produksjon av metallbasert legering, samt diverse andre halvfabrikata.

Det kan også produseres en pinne av dette materialet, som er delt inn i flere kategorier avhengig av stoffets renhet. Den minste mengden urenheter finnes i stangen merket NBSh-00. NBSh-0-klassen er preget av en høyere tilstedeværelse av slike elementer som jern, titan og tantal silisium. Kategorien som har høyest urenhetsgrad er NBSh-1. Det kan legges til at niob i ingots ikke har en slik klassifisering.

Alternative produksjonsmetoder

Alternative metoder inkluderer digelløs elektronstrålesonesmelting. Denne prosessen gjør det mulig å oppnå enkeltkrystaller av Nb. Niob-digler produseres ved hjelp av denne metoden. Det tilhører pulvermetallurgi. Den brukes for først å oppnå en legering av dette materialet, og deretter dens rene prøve. Tilstedeværelsen av denne metoden har ført til at reklame for kjøp av niob er ganske vanlig. Denne metoden gjør det mulig å bruke ikke selve malmen, som er ganske vanskelig å utvinne, eller et konsentrat fra den, men sekundære råvarer for å oppnå rent metall.

En annen alternativ produksjonsmetode er valsing av niob. Det er verdt å merke seg at de fleste av de ulike firmaene girpreferanse for kjøp av stenger, tråd eller metall.

Rullet og folie

Folie fra dette materialet er et ganske vanlig halvfabrikat. Det er det tynneste rullede arket av dette stoffet. Dette råmaterialet brukes til produksjon av enkelte produkter og deler. Niobfolie fås fra rene råvarer ved kaldvalsing av Nb-barrer. De resulterende produktene er preget av slike indikatorer som høy motstand mot korrosjon, aggressive miljøer og høye temperaturer. Valsing av niob og dets blokker gir også egenskaper som slitestyrke for produktet, høy duktilitet og god bearbeidbarhet.

Produkter oppnådd på denne måten brukes oftest innen områder som flyproduksjon, rakettvitenskap, medisin (kirurgi), radioteknikk, elektroteknikk, kjernekraft, kjernekraft. Niobfolien pakkes i spoler og lagres på et tørt sted, beskyttet mot fuktighet, samt på et sted beskyttet mot mekanisk påvirkning utenfra.

Anvendelse i elektroder og legeringer

Bruken av niob er svært utbredt. Det kan brukes, som krom og nikkel, som et materiale som er en del av jernlegeringen som brukes til å lage elektroder. På grunn av det faktum at niob, som tantal, er i stand til å danne et superhardt karbid, brukes det ofte til å produsere superharde legeringer. Du kan legge til det som for øyeblikket blir prøvd med dette materialetforbedre egenskapene til legeringer avledet fra ikke-jernholdige metaller.

Siden niob er et råmateriale som er i stand til å lage karbidelementer, brukes det, i likhet med tantal, som en legeringsblanding i stålproduksjon. Det skal bemerkes at bruken av niob som en urenhet til tantal i lang tid ble ansett som en negativ effekt. Men i dag har oppfatningen endret seg. Det ble funnet at Nb kan fungere som en erstatning for tantal, og med stor suksess, fordi på grunn av den lavere atommassen kan mindre stoff brukes, samtidig som man beholder alle de gamle egenskapene og effektene til produktet.

Elektriske applikasjoner

Det er verdt å understreke at bruken av niob, i likhet med broren tantal, er mulig i likerettere, på grunn av det faktum at de har egenskapen til unipolar ledningsevne, det vil si at disse stoffene passerer elektrisk strøm i bare én retning. Det er mulig å bruke dette metallet til å lage enheter som anoder, som brukes i høyeffektsgeneratorer og forsterkerrør.

Det er veldig viktig å merke seg at bruken av niob har nådd kjernekraftindustrien. I denne industrien brukes produkter laget av dette stoffet som strukturelle materialer. Dette er gjort mulig fordi tilstedeværelsen av Nb i delene gjør dem motstandsdyktige mot varme og også gir dem høye kvaliteter av kjemisk motstand.

De utmerkede fysiske egenskapene til dette metallet har ført til at det er ganske mye brukt i rakettteknologi, i jetfly, i gassturbiner.

Niobiumproduksjon i Russland

Hvis vi snakker om reservene av denne malmen, så er det rundt 16 millioner tonn tot alt. Det største innskuddet, som opptar omtrent 70 % av det totale volumet, ligger i Brasil. På Russlands territorium er omtrent 25% av reservene til denne malmen lokalisert. Denne indikatoren regnes som en betydelig del av alle niobreserver. Den største forekomsten av dette stoffet ligger i Øst-Sibir, så vel som i Fjernøsten. Til dags dato er Lovozersky GOK-selskapet engasjert i utvinning og produksjon av dette stoffet på den russiske føderasjonens territorium. Det kan sees at Stalmag-selskapet også var engasjert i produksjon av niob i Russland. Det var i ferd med å utvikle den tatariske forekomsten av denne malmen, men ble stengt i 2010.

Det kan også legges til at Solikamsk magnesiumanlegg driver med produksjon av niobiumoksid. De får det ved å bearbeide loparittkonsentrat. Denne bedriften produserer fra 400 til 450 tonn av dette stoffet, hvorav det meste eksporteres til land som USA og Tyskland. En del av det gjenværende oksidet går til Chepetsky Mechanical Plant, som produserer både rent niob og dets legeringer. Det er betydelige kapasiteter som gjør det mulig å produsere opptil 100 tonn materiale per år.

Niobiummetall og dets pris

Til tross for at omfanget av dette stoffet er ganske bredt, er hovedformålet rom- og atomindustrien. Av denne grunn er Nb klassifisert som et strategisk materiale.

Hovedparametrene sompåvirke prisen på niob:

• legeringsrenhet, en stor mengde urenheter reduserer prisen;
• materiell leveringsskjema;
• volumer av levert materiale;
• plassering av malmmottakspunktet (ulike regioner trenger forskjellige mengder av elementet, og derfor er prisen forskjellig).

Omtrentlig liste over materialpriser i Moskva:

• niobium grade NB-2 koster mellom 420-450 rubler per kg;
• niobchips koster fra 500 til 510 rubler per kg;
• Stab NBSh-00 koster fra 490 til 500 rubler per kg.

Det er verdt å merke seg at til tross for de enorme kostnadene for dette produktet, bare øker etterspørselen etter det.