Niobio naudojimas. Niobio gamyba Rusijoje

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Verta pradėti nuo to, kad niobis yra neatsiejamai susijęs su tokia medžiaga kaip tantalas. Taip yra nepaisant to, kad šios medžiagos buvo atidarytos ne tuo pačiu metu.

Kas yra niobis

Kas šiandien žinoma apie tokią medžiagą kaip niobis? Tai cheminis elementas, esantis 5-oje periodinės lentelės grupėje, kurio atominis skaičius yra 41, taip pat atominė masė 92,9. Kaip ir daugeliui kitų metalų, šiai medžiagai būdingas plieninis pilkas blizgesys.

Vienas iš svarbiausių šio metalo fizinių parametrų buvo jo atsparumas ugniai. Būtent dėl šios savybės niobio naudojimas tapo plačiai paplitęs daugelyje pramonės šakų. Šios medžiagos lydymosi temperatūra yra 2468 laipsniai Celsijaus, o virimo temperatūra yra 4927 laipsniai Celsijaus.

Šios medžiagos cheminės savybės taip pat yra aukšto lygio. Jis pasižymi dideliu atsparumu neigiamoms temperatūroms, taip pat daugumai agresyvių aplinkos.

Gamyba

Verta paminėti, kad rūdos, kurioje yra elemento Nb (niobio), yra daug daugiau nei tantalo, tačiau problema yra paties elemento kiekio šioje rūdoje trūkumas.

Dažniausiai, norint gauti šį elementą, atliekamas terminės redukcijos procesas, kuriame dalyvauja aliuminis arba silicis. Šios operacijos metu gaunami ferroniobio ir ferotantaloniobio junginiai. Verta paminėti, kad metalinė šios medžiagos versija gaminama iš tos pačios rūdos, tačiau naudojama sudėtingesnė technologija. Niobio tigliai ir kitos gautos medžiagos pasižymi labai dideliu našumu.

niobio gavimo būdai

Šiuo metu viena iš labiausiai išsivysčiusių šios medžiagos gavimo sričių yra aliuminoterminė, natrio šiluminė ir karboterminė. Skirtumas tarp šių tipų taip pat slypi pirmtakuose, kurie naudojami niobio mažinimui. Tarkime, K2NbF7 naudojamas natrio terminiu metodu. Bet, pavyzdžiui, taikant aliuminoterminį metodą, naudojamas niobio pentoksidas.

Jei kalbame apie karboterminį gavimo būdą, tai ši technologija reiškia Nb maišymą su suodžiais. Šis procesas turėtų vykti aukštos temperatūros ir vandenilio aplinkoje. Dėl šios operacijos bus gautas niobio karbidas. Antrasis etapas – vandenilio terpė pakeičiama vakuumine ir palaikoma temperatūra. Šiuo metu prie niobio karbidopridedamas jo oksidas ir gaunamas pats metalas.

Svarbu pažymėti, kad tarp gaminamo metalo formų luituose esantis niobis yra gana dažnas. Šis gaminys skirtas metalo pagrindo lydinio, taip pat įvairių kitų pusgaminių gamybai.

Iš šios medžiagos taip pat galima pagaminti lazdelę, kuri skirstoma į kelias kategorijas, atsižvelgiant į medžiagos grynumą. Mažiausias priemaišų kiekis yra lazdelėje, pažymėtoje NBSh-00. NBSh-0 klasei būdingas didesnis tokių elementų, kaip geležis, titanas ir tantalo silicis, buvimas. Didžiausia priemaišų norma yra NBSh-1. Galima pridurti, kad luituose esantis niobis neturi tokios klasifikacijos.

Alternatyvūs gamybos metodai

Alternatyvūs metodai apima betiglių elektronų pluošto zonos lydymą. Šis procesas leidžia gauti pavienius Nb kristalus. Šiuo metodu gaminami niobio tigliai. Tai priklauso miltelių metalurgijai. Jis naudojamas norint iš pradžių gauti šios medžiagos lydinį, o tada gryną mėginį. Dėl šio metodo niobio pirkimo skelbimai buvo gana dažni. Šis metodas leidžia grynam metalui gauti naudoti ne pačią rūdą, kurią gana sunku išgauti, ar koncentratą iš jos, o antrines žaliavas.

Kitas alternatyvus gamybos būdas yra valcuojamas niobis. Verta paminėti, kad dauguma įvairių firmų duodapirmenybė perkant strypus, vielą ar lakštinį metalą.

Valcuoti ir folija

Šios medžiagos folija yra gana įprastas pusgaminis. Tai ploniausias valcuotas šios medžiagos lakštas. Ši žaliava naudojama kai kurių gaminių ir dalių gamybai. Niobio folija gaunama iš grynų žaliavų š alto valcavimo Nb luitais būdu. Gauti produktai pasižymi tokiais rodikliais kaip didelis atsparumas korozijai, agresyvi aplinka, aukšta temperatūra. Niobio ir jo luitų valcavimas taip pat suteikia tokias savybes kaip gaminio atsparumas dilimui, didelis plastiškumas ir geras apdirbamumas.

Tokiu būdu gauti produktai dažniausiai naudojami tokiose srityse kaip orlaivių gamyba, raketų mokslas, medicina (chirurgija), radiotechnika, elektrotechnika, branduolinė energetika, branduolinė energetika. Niobio folija supakuojama į ritinius ir laikoma sausoje, nuo drėgmės apsaugotoje vietoje, taip pat nuo mechaninio poveikio iš išorės apsaugotoje vietoje.

Naudojimas elektroduose ir lydiniuose

Niobio naudojimas yra labai plačiai paplitęs. Jis gali būti naudojamas, kaip ir chromas ir nikelis, kaip medžiaga, kuri yra geležies lydinio, naudojamo elektrodams gaminti, dalis. Dėl to, kad niobis, kaip ir tantalas, gali sudaryti itin kietą karbidą, jis dažnai naudojamas ypač kietiems lydiniams gaminti. Su šia medžiaga galite pridėti tai, kas šiuo metu bandomapagerinti lydinių, gautų iš spalvotųjų metalų, savybes.

Kadangi niobis yra žaliava, galinti sukurti karbido elementus, jis, kaip ir tantalas, naudojamas kaip legiravimo mišinys plieno gamyboje. Reikia pažymėti, kad ilgą laiką niobio, kaip tantalo priemaišos, naudojimas buvo laikomas neigiamu poveikiu. Tačiau šiandien nuomonė pasikeitė. Nustatyta, kad Nb gali būti tantalo pakaitalas, ir labai sėkmingai, nes dėl mažesnės atominės masės galima naudoti mažiau medžiagos, išsaugant visas senas produkto savybes ir poveikį.

Elektros įrenginiai

Verta pabrėžti, kad niobį, kaip ir jo brolį tantalą, galima naudoti lygintuvuose dėl to, kad jie turi vienpolio laidumo savybę, tai yra, šios medžiagos praleidžia elektros srovę tik viena kryptimi.. Šį metalą galima naudoti kuriant tokius įrenginius kaip anodai, kurie naudojami didelės galios generatoriuose ir stiprintuvuose.

Labai svarbu pažymėti, kad niobio naudojimas pasiekė branduolinės energetikos pramonę. Šioje pramonėje gaminiai, pagaminti iš šios medžiagos, naudojami kaip konstrukcinės medžiagos. Tai įmanoma, nes dalyse esantis Nb daro jas atsparias karščiui ir pasižymi aukštomis cheminio atsparumo savybėmis.

Puikios šio metalo fizinės savybės lėmė tai, kad jis gana plačiai naudojamas raketų technologijose, reaktyviniuoseorlaiviuose, dujų turbinose.

Niobio gamyba Rusijoje

Jei kalbėtume apie šios rūdos atsargas, tai iš viso jų yra apie 16 mln. Didžiausias telkinys, užimantis maždaug 70% viso kiekio, yra Brazilijoje. Rusijos teritorijoje yra apie 25% šios rūdos atsargų. Šis rodiklis laikomas reikšminga visų niobio atsargų dalimi. Didžiausias šios medžiagos telkinys yra Rytų Sibire, taip pat Tolimuosiuose Rytuose. Iki šiol Lovozersky GOK įmonė užsiima šios medžiagos gavyba ir gamyba Rusijos Federacijos teritorijoje. Matyti, kad niobio gamyba Rusijoje užsiėmė ir įmonė „Stalmag“. Ji plėtojo šios rūdos totorių telkinį, bet buvo uždaryta 2010 m.

Taip pat galima pridurti, kad Solikamsko magnio gamykla užsiima niobio oksido gamyba. Jie jį gauna perdirbdami loparito koncentratą. Ši įmonė gamina nuo 400 iki 450 tonų šios medžiagos, kurios didžioji dalis eksportuojama į tokias šalis kaip JAV ir Vokietija. Dalis likusio oksido patenka į Chepetsky mechaninę gamyklą, kuri gamina ir gryną niobį, ir jo lydinius. Yra dideli pajėgumai, leidžiantys pagaminti iki 100 tonų medžiagos per metus.

Niobio metalas ir jo kaina

Nepaisant to, kad šios medžiagos taikymo sritis yra gana plati, pagrindinė paskirtis yra kosmoso ir branduolinė pramonė. Dėl šios priežasties Nb priskiriama strateginei medžiagai.

Pagrindiniai parametrai, kuriuospaveikti niobio kainą:

• lydinio grynumas, didelis kiekis priemaišų mažina kainą;
• medžiagos pristatymo forma;
• pateiktos medžiagos kiekiai;
• rūdos priėmimo taško vieta (skirtinguose regionuose reikia skirtingo elemento kiekio, todėl jo kaina skiriasi).

Apytikslis medžiagų kainų sąrašas Maskvoje:

• niobio klasė NB-2 kainuoja 420–450 rublių už kg;
• niobio traškučiai kainuoja nuo 500 iki 510 rublių už kg;
• Stab NBSh-00 kainuoja nuo 490 iki 500 rublių už kg.

Verta pažymėti, kad nepaisant didžiulių šio produkto kainų, jo paklausa tik didėja.