Aplikace niobu. Výroba niobu v Rusku

Za zmínku stojí, že niob je neoddělitelně spojen s takovou látkou, jako je tantal. A to navzdory skutečnosti, že tyto materiály nebyly k dispozici současně.

Co je niobium

Co je v současné době známo o takové látce, jako je niob? Jedná se o chemický prvek, který se nachází v 5. skupině periodické tabulky s atomovým číslem 41 a atomovou hmotností 92,9. Stejně jako mnoho jiných kovů je tato látka charakterizována šedým ocelím.

Jeden z nejdůležitějších fyzikálních parametrů tohoto kov se stal jeho refraktérnosti. Díky této charakteristice se používání niobu rozšířilo v mnoha průmyslových odvětvích. Bod tání této látky je 2468 stupňů Celsia a teplota varu je 4927 stupňů Celsia.

Chemické vlastnosti této látky jsou také na vysoké úrovni. Je charakterizován vysokou úrovní odolnosti proti účinkům negativních teplot, stejně jako působení většiny agresivních médií.

Výroba

Je třeba říci, že přítomnost rudy, která obsahuje prvek Nb (niobium), je mnohem větší než ta, která obsahuje tantal, ale problém spočívá v nedostatečném obsahu samotného prvku v této rudě.

Nejčastěji k získání tohoto prvku dochází k procesu tepelné redukce, kdy se účastní hliník nebo křemík. Výsledkem této operace jsou sloučeniny ferroniobia a ferrotontaloniobium. Stojí za zmínku, že kovová verze této látky je vyráběna ze stejné rudy, ale používá se složitější technologie. Niobové kelímky a další získané materiály jsou charakterizovány velmi vysokými výkonnostními charakteristikami.

Metody získání niobu

V současné době je jedním z nejrozvinutějších směrů pro získání tohoto materiálu hliníková, tepelná, a karbotermická. Rozdíl mezi těmito typy je také v prekurzorech, které se používají k obnově niobu. Například při tepelné metodě sodíku se používá K2NbF7. Například s aluminothermickou metodou se používá pentoxid niobu.

Když mluvíme o karbotermické výrobní metodě, pak tato technologie zahrnuje míchání Nb se sazemi. Tento proces musí být prováděn v prostředí s vysokou teplotou a vodíkem. V důsledku této operace se získá karbid niobu. Druhým stupněm je, že vodíkové médium je nahrazeno vakuovým a teplota je udržována. V tomto okamžiku je jeho oxid přidán do karbidu niobu a vzniká samotný kov.

Je důležité poznamenat, že mezi formami vyráběného kovu je niob v ingotách zcela běžné. Tento výrobek je určen k výrobě slitiny na bázi kovu, stejně jako dalších různých polotovarů.

Mohou být vyrobeny i pracovníci tohoto materiálu, který je rozdělen do několika kategorií v závislosti na čistotě látky. Nejméně množství nečistot je obsaženo v liště s označením NBSH-00. Třída NBSH-0 se vyznačuje vyšší dostupností prvků, jako je železo, titan a křemík tantalu. Kategorie, která má nejvyšší index nečistot, NBS-1. Lze dodat, že niob v ingotu nemá takovou klasifikaci.

Alternativní způsoby výroby

Alternativní metody zahrnují tavení zóny bez kelímku s elektronovým paprskem. Tento proces umožňuje získání jednotlivých krystalů Nb. Niobové kelímky se vyrábějí touto metodou. Jedná se o práškovou metalurgii. Používá se k získání nejprve slitiny tohoto materiálu a jeho čistého vzorku. Přítomnost této metody způsobila časté výskyty oznámení o nákupu niobu. Tato metoda, kterou můžete použít k výrobě čistého kovu, není samotná ruda, kterou je těžké extrahovat nebo se z ní soustředit, a druhotné suroviny.

Jiný alternativní způsob výroby lze klasifikovat jako niob. Stojí za zmínku, že většina firem preferuje nákup přesných tyčí, drátů nebo plechů.

Válcování a fólie

Fólie tohoto materiálu je poměrně běžným polotovarem. Jedná se o nejtenčí list válcovaného kovu této látky. Použité této suroviny pro výrobu některých výrobků a jejich částí. Niobová fólie se získává z čisté suroviny válcováním Nb ingotů za studena. Získané výrobky jsou charakterizovány takovými indikátory jako vysoká odolnost proti korozi, agresivní prostředí a také vysoká teplota. Nájem niobu a jeho ingotů také dává takové vlastnosti, jako je odolnost výrobku proti opotřebení, vysoká tažnost, dobrá zpracovatelnost.

Takto získané výrobky se nejčastěji používají v oblastech, jako je letecká konstrukce, raketová technika, lékařství (chirurgie), radiotechnika, elektrotechnika, jaderná energie, jaderná energie. Niobová fólie je zabalena ve svitcích a uložena na suchém místě chráněném před vlhkostí a na chráněném místě od mechanického nárazu ze strany.

Použití v elektrodách a slitinách

Použití niobu je velmi rozšířené. Může být použit jako chrom a nikl jako materiál, který je součástí slitiny železa, která se používá k výrobě elektrod. Vzhledem k tomu, že niob, podobně jako tantal, je schopen vytvořit superhrdlý karbid, je často používán pro výrobu superhardových slitin. Lze dodat, že v současné době se zkouší s tímto materiálem zlepšit vlastnosti slitin získaných na bázi neželezných kovů.

Protože niob je surovina schopná vytvářet karbidové prvky, je jako tantal použita jako legovací směs při výrobě oceli. Je třeba poznamenat, že po delší dobu bylo použití niobu jako nečistoty pro tantal považováno za negativní akci. Dnešní stanovisko se však změnilo. Bylo zjištěno, že Nb může působit jako náhrada za tantal a s velkým úspěchem, jelikož menší množství látky může být použito kvůli menší atomové hmotnosti, zachování všech starých možností a účinků produktu.

Aplikace v elektrotechnice

Stojí za to zdůraznit, že použití niobu, stejně jako jeho tantalového bratra, je možné v usměrňovačích, protože mají vlastnost unipolární vodivosti, to znamená, že tyto látky přenášejí elektrický proud pouze jedním směrem. Je možné použít tento kov k vytvoření zařízení, jako jsou anody, které se používají v silných generátorech a zesilovacích lampách.

Je velmi důležité poznamenat, že používání niobu dosáhlo jaderné energie. V tomto odvětví jsou výrobky vyrobené z této látky používány jako konstrukční materiály. To bylo možné, protože přítomnost Nb v detailech je činí odolnými vůči teplu a také jim dává vysoce kvalitní chemickou odolnost.

Vynikající fyzikální vlastnosti tohoto kovu vedly k tomu, že je široce používán v raketové technice, v proudových letadlech, v plynových turbínách.

Výroba niobu v Rusku

Pokud budeme hovořit o zásobách této rudy, pak je to jen asi 16 milionů tun. Největší pole, které zaujímá přibližně 70% celkového objemu, je v Brazílii. Na území Ruska se nachází asi 25% zásob této rudy. Tato hodnota je považována za významnou část všech zásob niobu. Největší ložisko této látky je na východní Sibiři, stejně jako na Dálném východě. Dnes, na území Ruské federace, Lovozerský GOK se podílí na těžbě a výrobě této látky. Lze poznamenat, že společnost Stalmag se také podílela na výrobě niobu v Rusku. Vyvinula tatarský vklad této rudy, ale v roce 2010 byla uzavřena.

Můžete také přidat Solární roztok Solikamsk se zabývá výrobou oxidu niobu. Obdrží, zpracuje loparitovyj a koncentrát. Tento podnik vyrábí 400 až 450 tun této látky, z nichž většina je vyvážena do zemí, jako jsou USA a Německo. Část zbývajícího oxidu jde do mechanického závodu v Chepetsky, který vyrábí čistý niob a jeho slitiny. Existují významné kapacity, které umožňují výrobu až 100 tun materiálu za rok.

Niobium kov a jeho náklady

I přes to, že rozsah této látky je poměrně široký, je hlavním cílem vesmírný a jaderný průmysl. Z tohoto důvodu Nb odkazuje na strategické materiály.

Hlavní parametry, které ovlivňují náklady na niobium:

• čistota slitiny, vysoký počet nečistot snižuje cenu;
• forma dodání materiálu;
• objemy dodaného materiálu;
• umístění místa přijetí rudy (různé regiony potřebují jiný počet prvků, a proto cena za to je jiná).

Přibližný seznam cen cen v Moskvě:

• niobium NB-2 je v rozsahu 420-450 rublů na kg;
• hubení niobu stojí 500 až 510 rublů na kilogram;
• Zaměstnanci značky NBSH-00 stojí od 490 do 500 rublů na kg.

Stojí za zmínku, že navzdory obrovským nákladům na tento výrobek se poptávka po něm jen zvyšuje.