Domov K Panej Aplikácia nióbu a jeho vlastnosti. Aplikácia nióbu. Výroba nióbu v Rusku Pôvodný názov kovového nióbu

K Panej

Aplikácia nióbu a jeho vlastnosti. Aplikácia nióbu. Výroba nióbu v Rusku Pôvodný názov kovového nióbu

0,145 nm, iónové polomery (koordinačné číslo je uvedené v zátvorkách) Nb2+ 0,085 nm (6), Nb3+ 0,086 nm (6), Nb4+ 0,082 nm (6), 0,092 nm (8), Nb5 + 0,062 nm (4), 0,078 nm (6), 0,083 nm (7), 0,088 nm (8).

Obsah v zemskej kôre 2. 10 až 3 % hmotn. V prírode sa zvyčajne vyskytuje spolu s Ta. Naíb. dôležitými minerálmi sú kolumbit-tantalit, pyrochlór a loparit. Columbit-tantalit (Fe,Mn)(Nb,Ta)206 obsahuje 82-86% oxidov Nb a Ta. Keď je obsah nióbu vyšší ako Ta, minerál sa nazýva. kolumbit, s opačným pomerom – tantalit. Pyrochlór (Na,Ca,Ce)2(Nb,Ti)2(OH,F)06 zvyčajne obsahuje 37,5-65,6 % Nb205; loparit (Na,Ce,Ca,SrXNb,Ti)03-8-10% Nb205. Nióbové minerály sú slabo paramagnetické a rádioaktívne kvôli nečistotám U a Th.

Columbit sa nachádza vo vyvrelých pegmatitoch, biotitoch a alkalických granitoch, niekedy v rýžových ložiskách (Nigéria) a často sa ťaží ako vedľajší produkt získavania cínových koncentrátov. Pyrochlor sa nachádza v karbonatitoch, alkalických horninách (Kanada), nefelín-syenitových pegmatitoch a v eluviálnych produktoch zvetrávania syenit-karbonatitov (Brazília). V ZSSR sú veľké ložiská loparitu.

Celkové svetové zásoby nióbu (bez ZSSR) boli odhadnuté (1980) na 18 miliónov ton, v priemyselných množstvách. vklady - cca. 3,4 milióna ton (z toho 3,2 milióna ton v Brazílii).

Vlastnosti. Niób je lesklý strieborno-šedý kov; kryštálovo-stallich. centrovaná mriežka kubický typ a-Fe, a = 0,3294 nm, z = 2, priestor. skupina Im3m; t.t. 2477 °C, b. OK. 4760 °C; hustý 8,57 g/cm3; Cop 24,44 J/(mol K); DH 0 pl 31,0 kJ/mol (2477 °C), DH 0 sub 720 kJ/mol (0 K), DH 0 ex 662 kJ/mol (4760 °C); S 0 298 36,27 JDmol K); úroveň teplotnej závislosti tlaku pár nad kvapalným nióbom: logр(Pa) = 13,877-40169/T (2304<= Т<= 2596 К); температурный коэф. линейного расширения 7,1 . 10 -6 К -1 (0-100 °С); теплопроводность 52,3 Вт/(м. К) при 20 °С и 65,2 Вт/(м. К) при 600 °С; r 1,522 . 10 -9 Ом. м при 0°С, температурный коэф. r 3,95 х х 10 -3 К -1 (0-100°С). Ниобий парамагнитен, уд. магн. восприимчивость + 2,28 . 10 -6 (18 °С). Т-ра перехода в сверхпрово-дящее состояние 9,28 К.

Čistý niób sa ľahko spracováva tlakom za studena; tepluvzdorný; s nárast 342 MPa (20 °C) a 312 MPa (800 °C); sa týka predĺženie 19,2 % (20 °C) a 20,7 % (800 °C); Tvrdosť podľa Brinella 450 MPa pre čistý kov a 750-1800 MPa pre technický. Nečistoty H, N, C a O znižujú ťažnosť nióbu a zvyšujú jeho tvrdosť. Niób prechádza do krehkého stavu pri teplotách od -100 do -200°C.

Chemicky je niób celkom stabilný. V kompaktnej forme začína oxidovať na vzduchu nad 200 ° C, čím dochádza k interakcii oxidov nióbu. s Cl2 nad 200 °C, s F2 a H2 - nad 250 °C (intenzívne s H2 - pri 360 °C), s N2 - nad 400 °C, s C a uhľovodíkmi - pri 1200-1600 °C S. V chlade sa nerozpúšťa. v aqua regia, kyseliny chlorovodíkovej a sírovej, nereaguje s HNO 3, H 3 PO 4, HClO 4, vodným roztokom NH 3. Odolné voči roztaveniu. Li, Na, K, Sn, Pb, Bi a tiež Hg. Sol. v kyseline fluorovodíkovej, jej zmesiach s HNO 3, v tavenine. NH4HF2 a NaOH. Reverzibilne absorbuje H 2, pričom vytvára pevný intersticiálny roztok (do 10 at. % H) a hydrid so zložením NbH x (x = 0,7-1,0) s kosoštvorcovým. kryštalický rošt; pre NbH 0,761 DH 0 arr - 74,0 kJ/mol; pH vodíka v nióbu sa pohybuje od 104 cm3/g pri 20 °C do 4,0 cm3/g pri 900 °C, nad 1000 °C je H2 prakticky nerozpustný. v nióbe. Hydridy vznikajú aj v prvých štádiách rozpúšťania nióbu v kyseline fluorovodíkovej.napríklad jeho zmes s HNO 3 a taveninou NH 4 HF 2, ako aj pri elektrolýze s nióbovou katódou (takto sa získal NbH 2,00). Hydrogenácia nióbu a dehydrogenácia pri zahrievaní. používa sa na výrobu jemne rozptýleného kovu.

Keď niób interaguje s C, vytvorí sa jedna z troch fáz: tuhý roztok C v kove, Nb2C alebo NbC. Tuhý roztok obsahuje 2 at. % C pri 2000 °C; Hodnota pH C v nióbu s klesajúcou teplotou prudko klesá. Karbid Nb 2 C tvorí tri polymorfy: kosoštvorcová forma je stabilná do 1230 °C. a-fáza (priestorová grupa Pbcn), pri 1230°C sa transformuje. do šesťuholníka. b-fáza (priestorová grupa P6 3 22), ktorá sa pri 2450 °C transformuje na ďalší šesťuholník. -g-fáza (priestorová skupina P63/mmc); t.t. OK. 2990 °C (inkongruentné, s uvoľňovaním tuhého NbС x). Pre a-Nb2C: Cop 63,51 J/(mol K); vzorka DH 0 - 188 kJ/mol; S 0 298 64,10 JDmol. TO); teplota prechodu do supravodivého stavu 9,2 K. Kryštály karbidu NbC sú sivej alebo šedohnedej farby, rozsah homogenity od NbC 0,70 do NbC 1,0; pri 377 °C sa pozoruje polymorfný prechod, kubický pri vysokej teplote. fáza (a = 0,4458 nm, priestorová grupa Pm3m, hustota 7,81 g/cm3) sa topí nekongruentne pri cca. 3390 °C; DH 0 arr - 135 kJ/mol; S 0 298 35,4 JDmol K); teplota prechodu do supravodivého stavu je 12,1 K. Fáza NbC 0,80 má bod topenia. ~ 3620 °C. NbC tvorí tuhé roztoky s TaC, TiC, ZrC atď. V priemysle NbC dochádza k interakcii. Nb 2 O 5 so sadzami cca. 1800 °C v atmosfére H2; M.B. získava sa tiež z prvkov alebo zahrievaním prchavých halogenidov nióbu v uhľovodíkovej atmosfére na 2300 – 2900 °C.

V systéme Nb-N vznikajú: tuhý roztok zavádzania dusíka do nióbu (a-fáza), nitridy Nb 2 N (hexagonálna fáza-fáza) a NbN (kubická d- a šesťuholníková. q-fáza) a niekoľko ďalších. fázy P-hodnota N 2 v nióbu pri atm. tlak je opísaný rovnicou c = 180exp(- 57300/RT) pri. % (1073<= T<= 1873 К). b-Фаза гомогенна в области NbN 0,4 -NbN 0,5 ; для нее а = 0,3056 нм с = 0,4995 нм, пространств. группа Р6 3 /ттс- С 0 p 67 ДжДмоль. К); DH 0 обр - 249 кДж/моль ; S 0 298 79 ДжДмоль. К). Светло-серая с желтоватым блеском d-фаза гомогенна в области NbN 0,88 -NbN l,06 , для нее а = 0,4373-0,4397 нм, пространств. группа Fm3m. Для q-фа-зы: С 0 р 37,5 ДжДмоль. К), DH 0 oбр -234 кДж/моль , S 0 298 33,3 ДжДмоль К). Нитриды не раств. в соляной к-те, HNO 3 и H 2 SO 4 , при кипячении со щелочами выделяют NH 3 , при нагр. на воздухе окисляются. Т-ры перехода в сверхпроводящее состояние для NbN x с x = 0,80, 0,90, 0,93 и 1,00 равны соотв. 13,8, 16,0, 16,3 и 16,05 К. Нитриды получают нагреванием металла или гидрида ниобия в атмосфере N 2 или NH 3 до 1100-1800 °С или взаимод. летучих галогенидов ниобия с NH 3 . Известны карбо- (получают взаимод. Nb, N 2 или NH 3 с углеводородами выше 1200°С) и оксинитриды ниобия.

Potvrdenie. OK. 95 % nióbu sa získava z pyrochlórových, tan-talit-columbitových a loparitových rúd. Rudy obohacujú gravitáciu. metódy a flotácie, ako aj elektromagnetické. alebo rádiometrické separácia, izolácia pyrochlórových a kolumbitových koncentrátov s obsahom Nb 2 O 5 do 60 %.

Koncentráty sa spracovávajú na feroniób alebo tech. Nb 2 O 5, menej často až NbCl 5 a K 2 NbF 7 (pozri Halogenidy nióbu). Kovový niób sa získava z Nb205, K2NbF7 alebo NbCl5.

Pri výrobe feronióbu sa zmes pyrochlórových koncentrátov s hematitom Fe 2 O 3, práškovým Al a prísadami taviva vkladá do vertikálnych vodou chladených oceľových alebo medených reaktorov a pomocou špeciálnych. poistka spustí exotermickú reakciu. r-tion: 3Nb205 + 10Al6Nb + + 5Al203; Fe203 + 2Al2Fe + Al203. Potom sa troska vypustí, výsledná zliatina sa ochladí a rozomelie. Výťažnosť nióbu do ingotu s ložnou hmotnosťou koncentrátu do 18 ton dosahuje 98 %.

Tech. Nb 2 O 5 sa získava lúhovaním Nb a Ta z koncentrátov a trosiek tavby cínu pôsobením kyseliny fluorovodíkovej s poslednou. čistenie a separácia Nb a Ta extrakciou 100% tributylfosfátom, cyklohexanónom, metylizobutylketónom (zriedkavo iné extrakčné činidlá), reextrakcia nióbu pôsobením vodného roztoku NH 4 F, vyzrážanie hydroxidu Nb z re. -extrakt, jeho sušenie a kalcinácia.

Podľa sulfátovej metódy sa koncentráty spracujú s H2SO4 alebo jej zmesou s (NH4)2S04 pri 150-300 °C, vylúhované sírany s vodou, Nb a Ta sa oddelia od Ti, Nb a Ta sa oddelia. a purifikované extrakciou ich fluoridových alebo oxofluoridových komplexov, potom uvoľnením Nb205.

Chloridová metóda zahŕňa zmiešanie koncentrátu s koksom, briketovanie a chlórovanie brikiet v šachtovej peci pri 700-800 °C, alebo priamu chloráciu práškového koncentrátu a koksu v roztavenom chloride soli na báze NaCl a KCl. Ďalej sa oddelia prchavé chloridy Nb a Ta, ich separácia a čistenie rektifikáciou a oddelená hydrolýza vodou s kalcináciou zrazeniny hydroxidu nióbu. Ferroniób alebo odpadový kov sa niekedy chlóruje.

Nb205 sa redukuje na kov alumino- alebo karbo-tepelne alebo zahrievaním zmesi Nb205 a NbC na 1800-1900 °C vo vákuu. Používa sa aj natriotermický. redukcia K 2 NbF 7, elektrolyt. redukcia Nb205 alebo K2NbF7 v tavenine K2NbF7 a chloridov alkalických kovov. Zvlášť čistý kov alebo povlaky nióbu na iných kovoch sa získajú redukciou NbCl5 vodíkom pri teplotách nad 1000 °C.

Práškový niób sa briketuje, speká do tyčí a taví vo vákuu v elektrických oblúkových alebo elektrónových peciach. V počiatočných fázach čistenia tiež používajú

niób(lat. Niób), Nb, chemický prvok skupiny V periodického systému Mendelejeva; atómové číslo 41, atómová hmotnosť 92,9064; kovová šedo-oceľová farba. Prvok má jeden prirodzený izotop, 93 Nb.

Niób objavil v roku 1801 anglický vedec C. Hatchet (1765-1847) v minerále nájdenom v Kolumbii a nazval ho „Columbium“. V roku 1844 nemecký chemik G. Roes (1795-1864) objavil „nový“ prvok a nazval ho „niób“ na počesť Tantalovej dcéry Niobe, čo zdôraznilo podobnosti medzi nióbom a tantalom. Neskôr sa zistilo, že niób je rovnaký prvok ako Columbia.

Distribúcia nióbu v prírode. Priemerný obsah nióbu v zemskej kôre (clarke) je 2·10 -3 % hmotnosti. Len v alkalických vyvrelých horninách - nifelínových syenitoch a iných je obsah nióbu zvýšený na 10 -2 - 10 -1%. V týchto horninách as nimi spojených pegmatitoch, karbonatitoch, ako aj v granitických pegmatitoch bolo objavených 23 minerálov nióbu a asi 130 ďalších minerálov obsahujúcich zvýšené množstvo nióbu. Ide predovšetkým o zložité a jednoduché oxidy. V mineráloch sa Nb spája s prvkami vzácnych zemín a s Ta, Ti, Ca, Na, Th, Fe, Ba (tantal-niobitany, titaničitany a iné). Zo 6 priemyselných minerálov sú najdôležitejšie pyrochlór a kolumbit. Priemyselné ložiská nióbu sú spojené s masívmi alkalických hornín (napr. na polostrove Kola), ich zvetranými kôrami, ako aj s granitickými pegmatitmi. Dôležité sú aj umiestňovače tantalóniových bátov.

V biosfére je geochémia nióbu nedostatočne študovaná. Zistilo sa, že v oblastiach alkalických hornín obohatených o niób migruje vo forme zlúčenín s organickými a inými komplexmi. Známe sú minerály nióbu, ktoré vznikli pri zvetrávaní alkalických hornín (murmanit, gerasimovskit a iné). Morská voda obsahuje len asi 1,10 -9 % hmotnosti nióbu.

Fyzikálne vlastnosti nióbu. Kryštalická mriežka nióbu je kubická so stredom tela s parametrom a = 3,294 Á. Hustota 8,57 g/cm3 (20 °C); tpl 2500 °C; teplota varu 4927 °C; tlak pár (v mm Hg; 1 mm Hg = 133,3 n/m2) 110-5 (2194 °C), 110-4 (2355 °C), 610-4 (pri teplote topenia), 1,10 -3 (2539 °C). Tepelná vodivosť vo W/(m·K) pri 0 °C a 600 °C je 51,4 a 56,2 a rovnaká v cal/(cm·sec·°C) je 0,125 a 0,156. Špecifický objemový elektrický odpor pri 0 °C 15,22·10 -8 ohm·m (15,22·10 -6 ohm·cm). Teplota prechodu do supravodivého stavu je 9,25 K. Niób je paramagnetický. Funkcia práce elektrónov 4,01 eV.

Čistý niób sa ľahko spracováva tlakom za studena a zachováva si uspokojivé mechanické vlastnosti pri vysokých teplotách. Jeho pevnosť v ťahu pri 20 a 800 °C je 342 a 312 Mn/m2, rovnaká v kgf/mm2 34,2 a 31,2; relatívne predĺženie pri 20 a 800 °C je 19,2 a 20,7 %, v tomto poradí. Brinellova tvrdosť čistého nióbu je 450, technická 750-1800 Mn/m2. Nečistoty určitých prvkov, najmä vodík, dusík, uhlík a kyslík, výrazne zhoršujú ťažnosť a zvyšujú tvrdosť nióbu.

Chemické vlastnosti nióbu. Z hľadiska chemických vlastností je niób blízky tantalu. Oba sú extrémne odolné (tantal viac ako niób) v chlade a pri miernom zahriatí voči pôsobeniu mnohých agresívnych prostredí. Kompaktný niób na vzduchu výrazne oxiduje až nad 200 °C. Na niób pôsobí: chlór nad 200 °C, vodík pri 250 °C (intenzívne pri 360 °C), dusík pri 400 °C. Kvapalný Na, K a ich zliatiny Li, Bi, Pb, Hg, Sn, ktoré sa používajú ako chladivá tekutých kovov v jadrových reaktoroch, nemajú prakticky žiadny vplyv na niób, očistený od kyslíkových nečistôt.

Niób je odolný voči mnohým kyselinám a soľným roztokom. Nepôsobí naňho aqua regia, kyselina chlorovodíková a sírová pri 20 °C, kyselina dusičná, fosforečná, chloristá a vodné roztoky amoniaku. Kyselina fluorovodíková, jej zmes s kyselinou dusičnou a zásadami rozpúšťa niób. V kyslých elektrolytoch sa na nióbu vytvára anodický oxidový film s vysokými dielektrickými vlastnosťami, ktorý umožňuje použiť niób a jeho zliatiny s Ta namiesto vzácneho čistého Ta na výrobu miniatúrnych vysokokapacitných elektrolytických kondenzátorov s nízkymi zvodovými prúdmi.

Konfigurácia vonkajších elektrónov atómu Nb je 4d 4 5s l. Najstabilnejšie zlúčeniny sú päťmocný niób, ale známe sú aj zlúčeniny s oxidačnými stavmi + 4, +3, +2 a +1, na vznik ktorých je niób náchylnejší ako tantal. Napríklad v systéme niób-kyslík sú vytvorené tieto fázy: oxid Nb205 (tavenie 1512 °C, biely), nestecheometrický NbO 2,47 a NbO 2,42, oxid NbO2 (tavenie 2080 °C, čierny), Oxid NbO (teplota topenia 1935 °C, šedá farba) a tuhý roztok kyslíka v nióbu. Nb02 - polovodič; NbO, zatavený do ingotu, má kovový lesk a elektrickú vodivosť kovového typu, zreteľne sa odparuje pri 1700 °C, intenzívne pri 2300-2350 °C, čo sa používa na vákuové čistenie nióbu od kyslíka; Nb205 je kyslej povahy; niobové kyseliny neboli izolované vo forme špecifických chemických zlúčenín, ale sú známe ich soli, niobáty.

S vodíkom Nb tvorí intersticiálny pevný roztok (do 10 at. % H) a hydrid so zložením od NbH 0,7 do NbH. Rozpustnosť vodíka v Nb (v g/cm3) pri 20 °C 104, pri 500 °C 74,4, pri 900 °C 4,0. Absorpcia vodíka je reverzibilná: pri zahrievaní, najmä vo vákuu, sa vodík uvoľňuje; používa sa na čistenie Nb od vodíka (čo robí kov krehkým) a na hydrogenáciu kompaktného Nb: krehký hydrid sa rozdrví a dehydrogenuje vo vákuu, čím sa získa čistý nióbový prášok pre elektrolytické kondenzátory. Rozpustnosť dusíka v nióbu je (% hmotn.) 0,005, 0,04 a 0,07 pri 300, 1000 a 1500 °C. Niób sa rafinuje z dusíka zahrievaním v hlbokom vákuu nad 1900 °C alebo vákuovým tavením. Vyšší nitrid NbN je svetlosivý so žltkastým odtieňom; teplota prechodu do supravodivého stavu je 15,6 K. S uhlíkom pri 1800-2000°C tvorí Nb 3 fázy: α-fáza - tuhý roztok uhlíkovej interkalácie v nióbu, obsahujúci do 2 at.% C pri 2335°C; β-fáza - Nb 2 C, δ-fáza - NbC. S halogénmi niób produkuje halogenidy, oxyhalogenidy a komplexné soli. Z nich najvýznamnejšie sú pentafluorid NbF 5, pentachlorid NbCl 5, oxytrichlorid NbOCl 3, fluoronioban draselný K 2 NbF 7 a oxyfluoronioban draselný K 2 NbOF 7 H 2 O. Malý rozdiel v tlaku pár NbCl 5 a TaCl 5 je používané na ich veľmi úplnú separáciu a čistenie rektifikačnou metódou.

Získanie nióbu. Nb rudy sú zvyčajne zložité a majú nízky obsah Nb, hoci ich zásoby ďaleko prevyšujú zásoby Ta rúd. Rudné koncentráty obsahujú Nb 2 O 5: pyrochlór - najmenej 37%, loparit - 8%, kolumbit - 30-60%. Väčšina z nich sa spracováva alumino- alebo silikotermálnou redukciou na feroniób (40-60 % Nb) a ferotantaloniób. Kovové Nb sa získava z rudných koncentrátov komplexnou technológiou v troch etapách: 1) otvorenie koncentrátu, 2) separácia Nb a Ta a získanie ich čistých chemických zlúčenín, 3) redukcia a rafinácia kovového nióbu a jeho zliatin. Hlavné priemyselné spôsoby výroby Nb a zliatin sú aluminotermické, sodno-termické, karbotermické: zo zmesi Nb 2 O 5 a sadzí sa karbid získa najskôr pri 1800 ° C vo vodíkovej atmosfére, potom zo zmesi karbidu a oxid (V) pri 1800-1900 °C vo vákuu - kov; na získanie zliatin nióbu sa do tejto zmesi pridávajú oxidy legujúcich kovov; podľa inej možnosti sa niób redukuje pri vysokej teplote vo vákuu priamo z Nb 2 O 5 sadzami. Niób sa redukuje sodíkovou tepelnou metódou z K2NbF7 sodíkom a aluminotermickou metódou hliníkom z Nb205. Kompaktný kov (zliatina) sa vyrába metódami práškovej metalurgie, spekacími tyčami lisovanými z práškov vo vákuu pri 2300 °C, alebo elektrónovým lúčom a vákuovým oblúkovým tavením; monokryštály Nb vysokej čistoty - zónové tavenie elektrónového lúča bez téglika.

Aplikácia nióbu. Použitie a výroba nióbu sa rýchlo zvyšuje, čo je spôsobené kombináciou takých vlastností, ako je žiaruvzdornosť, malý prierez na zachytávanie tepelných neutrónov (1,15 b), schopnosť vytvárať žiaruvzdorné, supravodivé a iné zliatiny, odolnosť proti korózii, vlastnosti getra, funkcia nízkej práce elektrónov, dobrá spracovateľnosť za studena a zvárateľnosť. Hlavné oblasti použitia nióbu sú: raketová technika, letectvo a vesmírna technika, rádiotechnika, elektronika, chemické inžinierstvo, jadrová energetika. Časti lietadiel sú vyrobené z čistého nióbu alebo jeho zliatin; Obklady pre uránové a plutóniové palivové články; nádoby a potrubia na tekuté kovy; časti elektrických kondenzátorov; "horúce" armatúry pre elektronické (pre radarové inštalácie) a výkonné generátorové lampy (anódy, katódy, mriežky a iné); zariadenia odolné voči korózii v chemickom priemysle. Ostatné neželezné kovy vrátane uránu sú legované nióbom. Niób sa používa v kryotrónoch - supravodivých prvkoch počítačov, a Nb 3 Sn stannid a Nb zliatiny s Ti a Zr - na výrobu supravodivých solenoidov. Nb a zliatiny s Ta v mnohých prípadoch nahrádzajú Ta, čo dáva veľký ekonomický efekt (Nb je lacnejší a takmer dvakrát ľahší ako Ta). Ferroniób sa pridáva do nehrdzavejúcich chrómniklových ocelí na zabránenie ich medzikryštalickej korózii a deštrukcii a do iných druhov ocelí na zlepšenie ich vlastností. Ďalej sa používajú zlúčeniny nióbu: Nb 2 O 5 (katalyzátor v chemickom priemysle; pri výrobe žiaruvzdorných materiálov, cermetov, špeciálnych skiel), nitrid, karbid, niobitany.

Fyzikálne vlastnosti nióbu

Niób je lesklý strieborno-šedý kov.

Elementárny niób je extrémne žiaruvzdorný (2468°C) a vysokovrúci (4927°C) kov, veľmi odolný voči mnohým agresívnym prostrediam. Všetky kyseliny, s výnimkou kyseliny fluorovodíkovej, naň nemajú vplyv. Oxidačné kyseliny „pasivujú“ niób a pokrývajú ho ochranným oxidovým filmom (č. 205). Ale pri vysokých teplotách sa chemická aktivita nióbu zvyšuje. Ak sa pri 150...200°C zoxiduje len malá povrchová vrstva kovu, potom pri 900...1200°C hrúbka oxidového filmu výrazne narastie.

Kryštalická mriežka nióbu je kubická so stredom tela s parametrom a = 3,294A.

Čistý kov je tvárny a za studena je možné ho valcovať na tenké plechy (do hrúbky 0,01 mm) bez medzižíhania.

Je možné zaznamenať také vlastnosti nióbu, ako sú vysoké teploty topenia a varu, nižšia funkcia práce elektrónov v porovnaní s inými žiaruvzdornými kovmi - volfrámom a molybdénom. Posledná vlastnosť charakterizuje schopnosť elektrónovej emisie (elektrónovej emisie), ktorá sa využíva na využitie nióbu v elektrickej vákuovej technike. Niób má tiež vysokú teplotu prechodu do supravodivého stavu.

Hustota 8,57 g/cm3 (20 °C); teplota topenia 2500 °C; teplota varu 4927 °C; tlak pár (v mm Hg; 1 mm Hg = 133,3 n/m2) 1 10-5 (2194 °C), 1 10-4 (2355 °C), 6 10-4 (pri teplote topenia), 1,10- 3 (2539 °C).

Pri bežných teplotách je niób na vzduchu stabilný. Začiatok oxidácie (odfarbený film) sa pozoruje pri zahriatí kovu na 200 - 300 °C. Nad 500° nastáva rýchla oxidácia s tvorbou oxidu Nb2O5.

Tepelná vodivosť vo W/(m·K) pri 0 °C a 600 °C je 51,4 a 56,2 a rovnaká v cal/(cm·sec·°C) je 0,125 a 0,156. Špecifický objemový elektrický odpor pri 0 °C je 15,22·10-8 ohm·m (15,22·10-6 ohm·cm). Teplota prechodu do supravodivého stavu je 9,25 K. Niób je paramagnetický. Funkcia práce elektrónov 4,01 eV.

Čistý niób sa ľahko spracováva tlakom za studena a zachováva si uspokojivé mechanické vlastnosti pri vysokých teplotách. Jeho pevnosť v ťahu pri 20 a 800 °C je 342 a 312 Mn/m2, rovnaká v kgf/mm234,2 a 31,2; relatívne predĺženie pri 20 a 800 °C je 19,2 a 20,7 %, v tomto poradí. Tvrdosť čistého nióbu podľa Brinella je 450, technická 750-1800 Mn/m2. Nečistoty určitých prvkov, najmä vodík, dusík, uhlík a kyslík, výrazne zhoršujú ťažnosť a zvyšujú tvrdosť nióbu.

Chemické vlastnosti nióbu

Niób je cenený najmä pre svoju odolnosť voči anorganickým a organickým látkam.

Existuje rozdiel v chemickom správaní práškového a kusového kovu. Ten druhý je stabilnejší. Kovy na to nemajú žiadny vplyv, aj keď sú zahriate na vysoké teploty. Kvapalné alkalické kovy a ich zliatiny, bizmut, olovo, ortuť a cín môžu byť v dlhodobom kontakte s nióbom bez zmeny jeho vlastností. Nič s tým nezvládnu ani také silné oxidačné činidlá ako kyselina chloristá, aqua regia, nehovoriac o dusičnej, sírovej, chlorovodíkovej a všetkých ostatných. Alkalické roztoky tiež nemajú žiadny vplyv na niób.

Existujú však tri činidlá, ktoré môžu konvertovať kovový niób na chemické zlúčeniny. Jedným z nich je tavenina hydroxidu alkalického kovu:

4Nb+4NaOH+502 = 4NaNb03+2H20

Ďalšie dve sú kyselina fluorovodíková (HF) alebo jej zmes s kyselinou dusičnou (HF+HNO). V tomto prípade vznikajú fluoridové komplexy, ktorých zloženie do značnej miery závisí od reakčných podmienok. V každom prípade je prvok súčasťou aniónu typu 2- alebo 2-.

Ak užívate práškový niób, je o niečo aktívnejší. Napríklad v roztavenom dusičnane sodnom sa dokonca vznieti a zmení sa na oxid. Kompaktný niób začne oxidovať pri zahriatí nad 200 °C a prášok sa pokryje oxidovým filmom už pri 150 °C. Zároveň sa prejavuje jedna z úžasných vlastností tohto kovu - zachováva si ťažnosť.

Vo forme pilín pri zahriatí nad 900°C úplne zhorí na Nb2O5. Silne horí v prúde chlóru:

2Nb + 5Cl2 = 2NbCl5

Pri zahrievaní reaguje so sírou. Je ťažké legovať s väčšinou kovov. Výnimky sú snáď len dve: železo, s ktorým vznikajú tuhé roztoky rôznych pomerov, a hliník, ktorý má zlúčeninu Al2Nb s nióbom.

Aké vlastnosti nióbu mu pomáhajú odolávať pôsobeniu silných kyselín – oxidačných činidiel? Ukazuje sa, že sa to nevzťahuje na vlastnosti kovu, ale na vlastnosti jeho oxidov. Pri kontakte s oxidačnými činidlami sa na povrchu kovu objaví tenká (preto nepozorovateľná), ale veľmi hustá vrstva oxidov. Táto vrstva sa stáva neprekonateľnou bariérou na ceste oxidačného činidla k čistému kovovému povrchu. Cez ňu môžu preniknúť iba určité chemické činidlá, najmä anión fluóru. V dôsledku toho je kov v podstate oxidovaný, ale prakticky výsledky oxidácie sú neviditeľné kvôli prítomnosti tenkého ochranného filmu. Pasivita voči zriedenej kyseline sírovej sa používa na vytvorenie usmerňovača striedavého prúdu. Je navrhnutý jednoducho: platinové a nióbové platne sú ponorené do 0,05 m roztoku kyseliny sírovej. Niób v pasivovanom stave môže viesť prúd, ak ide o negatívnu elektródu - katódu, to znamená, že elektróny môžu prechádzať cez vrstvu oxidu iba zo strany kovu. Cesta pre elektróny z roztoku je uzavretá. Preto pri prechode striedavého prúdu cez takéto zariadenie prechádza iba jedna fáza, pre ktorú je platina anódou a niób je katódou.

nióbový kovový halogén

Uralská štátna banícka univerzita

K téme: Vlastnosti nióbu

Skupina: M-13-3

Študent: Mokhnashin Nikita

1. Všeobecné informácie o prvku

Fyzikálne vlastnosti nióbu

Chemické vlastnosti nióbu

Niób vo voľnom stave

Oxidy nióbu a ich soli

Zlúčeniny nióbu

Vedúce krajiny vo výrobe nióbu

1. Všeobecné informácie o prvku

Ľudstvo pozná prvok, ktorý zaberá 41. bunku periodickej tabuľky, už dlho. Jeho súčasný názov niób je takmer o pol storočia mladší. Stalo sa, že prvok č.41 bol otvorený dvakrát. Prvýkrát - v roku 1801, anglický vedec Charles Hatchet preskúmal vzorku pravého minerálu zaslaného do Britského múzea z Ameriky. Z tohto minerálu izoloval oxid dovtedy neznámeho prvku. Hatchet pomenoval nový prvok columbium, čím zaznamenal jeho zámorský pôvod. A čierny minerál sa nazýval kolumbit. O rok neskôr švédsky chemik Ekeberg izoloval oxid ďalšieho nového prvku z kolumbitu, nazývaného tantal. Podobnosť medzi zlúčeninami Columbia a tantalom bola taká veľká, že 40 rokov väčšina chemikov verila, že tantal a kolumbium sú tým istým prvkom.

V roku 1844 nemecký chemik Heinrich Rose skúmal vzorky kolumbitu nájdené v Bavorsku. Opäť objavil oxidy dvoch kovov. Jedným z nich bol oxid už známeho tantalu. Oxidy boli podobné, a zdôrazňujúc ich podobnosť, Rose pomenovala prvok tvoriaci druhý oxid niób po Niobe, dcére mytologického mučeníka Tantala. Rose, podobne ako Hatchet, však nedokázala získať tento prvok v slobodnom stave. Kovový niób bol prvýkrát získaný až v roku 1866 švédskym vedcom Blomstrandom pri redukcii chloridu nióbu vodíkom. Koncom 19. stor. našli sa ďalšie dva spôsoby, ako tento prvok získať. Najprv ho Moissan získal v elektrickej peci redukciou oxidu nióbu uhlíkom a potom Goldschmidt dokázal ten istý prvok redukovať hliníkom. A prvok č. 41 sa v rôznych krajinách naďalej nazýval inak: v Anglicku a USA - Kolumbia, v iných krajinách - niób. Medzinárodná únia pre čistú a aplikovanú chémiu (IUPAC) ukončila tento spor v roku 1950. Bolo rozhodnuté všade legitimizovať názov prvku „niób“ a hlavnému minerálu nióbu bol priradený názov „columbite“. Jeho vzorec je (Fe, Mn) (Nb, Ta)2 O 6.

Nie je náhoda, že niób sa považuje za vzácny prvok: skutočne sa vyskytuje zriedkavo a v malých množstvách, vždy vo forme minerálov a nikdy nie v prirodzenom stave. Zaujímavý detail: v rôznych referenčných publikáciách je clarke (obsah v zemskej kôre) nióbu odlišný. Vysvetľuje to najmä skutočnosť, že v posledných rokoch sa v afrických krajinách našli nové ložiská nerastov obsahujúcich niób. The Chemist's Handbook, zväzok 1 (M., Chemistry, 1963) uvádza nasledujúce čísla: 3,2 10-5 % (1939), 1 10-3 % (1949) a 2, 4,10-3 % (1954). Ale najnovšie údaje sú tiež podhodnotené: nie sú tu zahrnuté africké ložiská objavené v posledných rokoch. Napriek tomu sa odhaduje, že z minerálov už známych ložísk možno vytaviť približne 1,5 milióna ton kovového nióbu.

Fyzikálne vlastnosti nióbu

Niób je lesklý strieborno-šedý kov.

Kryštalická mriežka nióbu je kubická so stredom tela s parametrom a = 3,294 Á.

Čistý kov je tvárny a za studena je možné ho valcovať na tenké plechy (do hrúbky 0,01 mm) bez medzižíhania.

Hustota 8,57 g/cm 3(20 °C); t pl 2500 °C; t balík 4927 °C; tlak pár (v mm Hg; 1 mm Hg = 133,3 n/m 2) 1·10 -5(2194 °C), 110 °C -4(2355 °C), 6:10 -4(na t pl ), 1·10-3 (2539 °C).

Pri bežných teplotách je niób na vzduchu stabilný. Začiatok oxidácie (odfarbený film) sa pozoruje pri zahriatí kovu na 200 - 300 °C. Nad 500° dochádza k rýchlej oxidácii s tvorbou oxidu Nb2 O 5.

Tepelná vodivosť vo W/(m·K) pri 0 °C a 600 °C je 51,4 a 56,2 a rovnaká v cal/(cm·sec·°C) je 0,125 a 0,156. Špecifický objemový elektrický odpor pri 0°C 15,22 10 -8ohm m (15,22 10 -6ohm cm). Teplota prechodu do supravodivého stavu je 9,25 K. Niób je paramagnetický. Funkcia práce elektrónov 4,01 eV.

Čistý niób sa ľahko spracováva tlakom za studena a zachováva si uspokojivé mechanické vlastnosti pri vysokých teplotách. Jeho pevnosť v ťahu pri 20 a 800 °C je 342 a 312 Mn/m 2, to isté v kgf/mm 234,2 a 31,2; relatívne predĺženie pri 20 a 800 °C je 19,2 a 20,7 %, v tomto poradí. Brinellova tvrdosť čistého nióbu je 450, technická 750-1800 Mn/m 2. Nečistoty určitých prvkov, najmä vodík, dusík, uhlík a kyslík, výrazne zhoršujú ťažnosť a zvyšujú tvrdosť nióbu.

3. Chemické vlastnosti nióbu

Niób je cenený najmä pre svoju odolnosť voči anorganickým a organickým látkam.

Existujú však tri činidlá, ktoré môžu konvertovať kovový niób na chemické zlúčeniny. Jedným z nich je tavenina hydroxidu alkalického kovu:

Nb+4NaOH+502 = 4NaNb03+2H20

Vo forme pilín pri zahriatí nad 900°C úplne zhorí na Nb2O5. Silne horí v prúde chlóru:

Nb + 5Cl2 = 2NbCl5

Aké vlastnosti nióbu mu pomáhajú odolávať pôsobeniu najsilnejších oxidačných kyselín? Ukazuje sa, že sa to nevzťahuje na vlastnosti kovu, ale na vlastnosti jeho oxidov. Pri kontakte s oxidačnými činidlami sa na povrchu kovu objaví tenká (preto nepozorovateľná), ale veľmi hustá vrstva oxidov. Táto vrstva sa stáva neprekonateľnou bariérou na ceste oxidačného činidla k čistému kovovému povrchu. Cez ňu môžu preniknúť iba určité chemické činidlá, najmä anión fluóru. V dôsledku toho je kov v podstate oxidovaný, ale prakticky výsledky oxidácie sú neviditeľné kvôli prítomnosti tenkého ochranného filmu. Pasivita voči zriedenej kyseline sírovej sa používa na vytvorenie usmerňovača striedavého prúdu. Je navrhnutý jednoducho: platinové a nióbové platne sú ponorené do 0,05 m roztoku kyseliny sírovej. Niób v pasivovanom stave môže viesť prúd, ak ide o negatívnu elektródu - katódu, t.j. elektróny môžu prechádzať vrstvou oxidu iba z kovovej strany. Cesta pre elektróny z roztoku je uzavretá. Preto pri prechode striedavého prúdu cez takéto zariadenie prechádza iba jedna fáza, pre ktorú je platina anódou a niób je katódou.

nióbový kovový halogén

4. Niób vo voľnom stave

Je taká krásna, že sa z nej svojho času pokúšali vyrábať šperky: niób svojou svetlošedou farbou pripomína platinu. Napriek vysokým bodom topenia (2500 °C) a bodom varu (4840 °C) sa z neho dá ľahko vyrobiť akýkoľvek výrobok. Kov je taký ťažný, že sa dá spracovať za studena. Je veľmi dôležité, aby si niób zachoval svoje mechanické vlastnosti pri vysokých teplotách. Pravda, ako v prípade vanádu, aj malé nečistoty vodíka, dusíka, uhlíka a kyslíka výrazne znižujú ťažnosť a zvyšujú tvrdosť. Niób sa stáva krehkým pri teplotách od -100 do -200 °C.

Získanie nióbu v ultračistej a kompaktnej forme je možné vďaka použitiu technológie v posledných rokoch. Celý technologický proces je zložitý a náročný na prácu. V zásade je rozdelená do 4 etáp:

1.získanie koncentrátu: feronióbu alebo ferotantalonióbu;

.otvorenie koncentrátu - premena nióbu (a tantalu) na niektoré nerozpustné zlúčeniny, aby sa oddelil od väčšiny koncentrátu;

.separácia nióbu a tantalu a získanie ich jednotlivých zlúčenín;

.výroba a rafinácia kovov.

Prvé dve fázy sú celkom jednoduché a bežné, aj keď náročné na prácu. Stupeň oddelenia nióbu a tantalu je určený tretím stupňom. Túžba získať čo najviac nióbu a najmä tantalu nás prinútila nájsť najnovšie separačné metódy: selektívnu extrakciu, iónovú výmenu a rektifikáciu zlúčenín týchto prvkov halogénmi. V dôsledku toho sa oddelene získajú buď oxid alebo pentachloridy tantalu a nióbu. V poslednom stupni sa použije redukcia uhlím (sadze) v prúde vodíka pri 1800 °C a potom sa teplota zvýši na 1900 °C a zníži sa tlak. Karbid vznikajúci pri interakcii s uhlím reaguje s Nb2O5:

2Nb205 + 5NbC = 9Nb + 5CO3,

a objaví sa nióbový prášok. Ak sa v dôsledku oddelenia nióbu od tantalu nezíska oxid, ale soľ, potom sa spracuje kovovým sodíkom pri 1000 °C a získa sa tiež práškový niób. Preto sa pri ďalšej transformácii prášku na kompaktný monolit uskutočňuje pretavenie v oblúkovej peci a na získanie monokryštálov obzvlášť čistého nióbu sa používa elektrónový lúč a zónové tavenie.

Oxidy nióbu a ich soli

Počet zlúčenín s kyslíkom v nióbe je malý, podstatne menší ako vo vanáde. Vysvetľuje to skutočnosť, že v zlúčeninách zodpovedajúcich oxidačnému stavu +4, +3 a +2 je niób extrémne nestabilný. Ak sa atóm tohto prvku začne vzdávať elektrónov, potom má tendenciu vzdať sa všetkých piatich, aby odhalil stabilnú elektrónovú konfiguráciu.

Ak porovnáme ióny rovnakého oxidačného stavu dvoch susedov v skupine - vanádu a nióbu, zistíme nárast vlastností v smere kovov. Kyslý charakter oxidu Nb2O5 je výrazne slabší ako oxid vanádu (V). Po rozpustení nevytvára kyselinu. Jeho kyslé vlastnosti sa prejavia iba pri fúzii s alkáliami alebo uhličitanmi:

O5 + 3Nа2СО3 = 2Nа3NbO4 + 3С02

Táto soľ - ortoniobát sodný - je podobná rovnakým soliam kyseliny ortofosforečnej a kyseliny ortovanádovej. Avšak vo fosfore a arzéne je orto forma najstabilnejšia a pokus získať ortoniobát v jeho čistej forme zlyhal. Keď sa zliatina spracuje vodou, neuvoľňuje sa soľ Na3NbO4, ale metaniobičnan NaNbO3. Je to bezfarebný, v studenej vode ťažko rozpustný jemne kryštalický prášok. V dôsledku toho v nióbe v najvyššom stupni oxidácie nie je orto-, ale meta-forma zlúčenín, ktorá je stabilnejšia.

Z ďalších zlúčenín oxidu nióbu (V) so zásaditými oxidmi sú známe diniobáty K4Nb2O7, pripomínajúce pyrokyseliny, a polyniobany (ako tieň polyfosforečných a polyvanádových kyselín) s približnými vzorcami K7Nb5O16.nH2O a K8Nb6O19.mH2O. Uvedené soli, zodpovedajúce vyššiemu oxidu nióbu, obsahujú tento prvok ako súčasť aniónu. Tvar týchto solí nám umožňuje považovať ich za deriváty nióbu. kyseliny Tieto kyseliny nie je možné získať v čistej forme, pretože ich možno považovať skôr za oxidy viazané na molekuly vody. Napríklad meta forma je Nb2O5. H2O a orgo forma je Nb2O5. 3H20. Spolu s týmto druhom zlúčenín má niób ďalšie, kde je už súčasťou katiónu. Niób netvorí jednoduché soli ako sírany, dusičnany a pod. Pri interakcii s hydrogénsíranom sodným NaHSO4 alebo oxidom dusíka N2O4 sa objavujú látky s komplexným katiónom: Nb2O2(SO4)3. Katióny v týchto soliach pripomínajú katión vanádu, len s tým rozdielom, že tu je ión s piatimi nábojmi a vanád má vo vanadylovom ióne oxidačný stav štyri. Rovnaký katión NbO3+ je súčasťou zloženia niektorých komplexných solí. Oxid Nb2O5 sa pomerne ľahko rozpúšťa vo vodnej kyseline fluorovodíkovej. Z takýchto roztokov je možné izolovať komplexnú soľ K2. H2O.

Na základe uvažovaných reakcií môžeme konštatovať, že niób vo svojom najvyššom oxidačnom stave môže byť súčasťou aniónov aj katiónov. To znamená, že päťmocný niób je amfotérny, ale stále s výraznou prevahou kyslých vlastností.

Existuje niekoľko spôsobov, ako získať Nb2O5. Po prvé, interakcia nióbu s kyslíkom pri zahrievaní. Po druhé, kalcinácia solí nióbu na vzduchu: sulfid, nitrid alebo karbid. Po tretie, najbežnejšou metódou je dehydratácia hydrátov. Hydratovaný oxid Nb2O5 sa vyzráža z vodných roztokov solí koncentrovanými kyselinami. xH20. Potom, keď sa roztoky zriedia, vytvorí sa zrazenina bieleho oxidu. Dehydratácia sedimentu Nb2O5 xH2O je sprevádzaná uvoľňovaním tepla. Celá hmota sa zahrieva. K tomu dochádza v dôsledku premeny amorfného oxidu na kryštalickú formu. Oxid nióbový sa dodáva v dvoch farbách. Za normálnych podmienok je biela, ale pri zahriatí zožltne. Akonáhle sa však oxid ochladí, farba zmizne. Oxid je žiaruvzdorný (teplota topenia = 1460 °C) a neprchavý.

Nižšie oxidačné stavy nióbu zodpovedajú NbO2 a NbO. Prvý z týchto dvoch je čierny prášok s modrým odtieňom. NbO2 sa získava z Nb2O5 odstránením kyslíka horčíkom alebo vodíkom pri teplote asi tisíc stupňov:

05 + H2 = 2Nb02 + H20

Vo vzduchu sa táto zlúčenina ľahko premení späť na vyšší oxid Nb2O5. Jeho charakter je skôr tajný, pretože oxid je nerozpustný ani vo vode, ani v kyselinách. Napriek tomu sa mu pripisuje kyslý charakter na základe jeho interakcie s horúcou vodnou zásadou; v tomto prípade však dochádza k oxidácii na päťnabitý ión.

Zdalo by sa, že rozdiel jedného elektrónu nie je až taký veľký, ale na rozdiel od Nb2O5 oxid NbO2 vedie elektrický prúd. Je zrejmé, že v tejto zlúčenine existuje väzba kov-kov. Ak využijete túto kvalitu, potom pri zahrievaní silným striedavým prúdom môžete prinútiť NbO2, aby sa vzdal svojho kyslíka.

Pri strate kyslíka sa NbO2 zmení na oxid NbO a potom sa všetok kyslík pomerne rýchlo odštiepi. O nižšom oxide nióbu NbO je známe len málo. Má kovový lesk a vzhľadom je podobný kovu. Dokonale vedie elektrický prúd. Jedným slovom sa chová, ako keby v jeho zložení nebol vôbec žiadny kyslík. Dokonca, ako typický kov, pri zahrievaní prudko reaguje s chlórom a mení sa na oxychlorid:

2NbO + 3Cl2=2NbOCl3

Vytláča vodík z kyseliny chlorovodíkovej (akoby to vôbec nebol oxid, ale kov ako zinok):

NbO + 6HCl = 2NbOCl3 + 3H2

NbO je možné získať v čistej forme kalcináciou už spomínanej komplexnej soli K2 s kovovým sodíkom:

K2 + 3Na = NbO + 2KF + 3NaF

Oxid NbO má najvyššiu teplotu topenia zo všetkých oxidov nióbu, 1935 °C. Na čistenie nióbu od kyslíka sa teplota zvýši na 2300 - 2350 °C, potom sa súčasne s odparovaním NbO rozkladá na kyslík a kov. Nastáva rafinácia (čistenie) kovu.

Zlúčeniny nióbu

Príbeh o prvku by nebol úplný bez zmienky o jeho zlúčeninách s halogénmi, karbidmi a nitridmi. Je to dôležité z dvoch dôvodov. Po prvé, vďaka fluoridovým komplexom je možné oddeliť niób od jeho večného spoločníka tantalu. Po druhé, tieto zlúčeniny nám odhaľujú vlastnosti nióbu ako kovu.

Interakcia halogénov s kovovým nióbom:

Je možné získať Nb + 5Cl2 = 2NbCl5, všetky možné halogenidy nióbu.

Pentafluorid NbF5 (tavenina = 76 °C) je bezfarebný v kvapalnom stave a v pare. Podobne ako fluorid vanadičný je v kvapalnom stave polymérny. Atómy nióbu sú navzájom spojené prostredníctvom atómov fluóru. V tuhej forme má štruktúru pozostávajúcu zo štyroch molekúl (obr. 2).

Ryža. 2. Štruktúra NbF5 a TaF5 v tuhej forme pozostáva zo štyroch molekúl.

Roztoky v kyseline fluorovodíkovej H2F2 obsahujú rôzne komplexné ióny:

H2F2 = H2;+ H20 = H2

Draselná soľ K2. H2O je dôležitá na oddelenie nióbu od tantalu, pretože na rozdiel od tantalovej soli je vysoko rozpustná.

Zvyšné nióbové pentahalidy sú jasne sfarbené: NbCl5 žltý, NbBr5 purpurovočervený, NbI2 hnedý. Všetky sublimujú bez rozkladu v atmosfére zodpovedajúceho halogénu; v pároch sú to monoméry. Ich teplota topenia a varu sa zvyšuje pri prechode z chlóru na bróm a jód. Niektoré z metód prípravy pentahalogenidov sú:

2Nb+5I2 2NbI5;05+5C+5Cl22NbCl5+5CO;.

2NbCl5+5F22NbF5+5Cl2

Pentahalidy sa dobre rozpúšťajú v organických rozpúšťadlách: éter, chloroform, alkohol. Tie sa však vodou úplne rozložia – hydrolyzujú. V dôsledku hydrolýzy sa získajú dve kyseliny - kyselina halogenovodíková a kyselina nióbová. Napríklad,

4H20 = 5HCl + H3Nb04

Keď je hydrolýza nežiaduca, potom sa zavedie trochu silnej kyseliny a rovnováha procesu opísaného vyššie sa posunie smerom k NbCl5. V tomto prípade sa pentahalid rozpúšťa bez toho, aby prešiel hydrolýzou,

Karbid nióbu si vyslúžil zvláštnu vďaku od metalurgov. V každej oceli je uhlík; niób, ktorý ho viaže na karbid, zlepšuje kvalitu legovanej ocele. Pri zváraní nehrdzavejúcej ocele má zvar zvyčajne menšiu pevnosť. Zavedenie nióbu v množstve 200 g na tonu pomáha napraviť tento nedostatok. Niób pri zahrievaní tvorí pred všetkými ostatnými oceľovými kovmi zlúčeninu s uhlíkom - karbid. Táto zmes je celkom plastická a zároveň schopná odolávať teplotám až do 3500 °C. Na ochranu kovov a, čo je obzvlášť cenné, aj grafitu pred koróziou, stačí vrstva karbidu hrubá len pol milimetra. Karbid možno získať zahrievaním oxidu kovu alebo nióbu (V) s uhlíkom alebo plynmi obsahujúcimi uhlík (CH4, CO).

Niobiumnitrid je zlúčenina, ktorú pri varení neovplyvňujú žiadne kyseliny a dokonca ani „regia vodka“; odolný voči vode. Jediná vec, s ktorou môže byť nútený interagovať, je vriaca zásada. V tomto prípade sa rozkladá a uvoľňuje amoniak.

Nitrid NbN je svetlosivý so žltkastým odtieňom. Je žiaruvzdorný (teplota topenia 2300 °C), má pozoruhodnú vlastnosť – pri teplote blízkej absolútnej nule (15,6 K, resp. -267,4 °C) má supravodivosť.

Zo zlúčenín obsahujúcich niób v nižšom oxidačnom stave sú najznámejšie halogenidy. Všetky nižšie halogenidy sú tmavé kryštalické pevné látky (od tmavo červenej po čiernu). Ich stabilita klesá so znížením oxidačného stavu kovu.

Aplikácia nióbu v rôznych priemyselných odvetviach

Aplikácia nióbu na legovanie kovov

Oceľ legovaná nióbom má dobrú odolnosť proti korózii. Chróm tiež zvyšuje odolnosť ocele proti korózii a je oveľa lacnejší ako niób. Tento čitateľ má pravdu a zároveň sa mýli. Mýlim sa, pretože som zabudol na jednu vec.

Chrómniklová oceľ, ako každá iná, vždy obsahuje uhlík. Uhlík sa však spája s chrómom a vytvára karbid, vďaka čomu je oceľ krehkejšia. Niób má väčšiu afinitu k uhlíku ako chróm. Preto, keď sa do ocele pridá niób, nevyhnutne sa vytvorí karbid nióbu. Oceľ legovaná nióbom získava vysoké antikorózne vlastnosti a nestráca svoju ťažnosť. Požadovaný efekt sa dosiahne, keď sa k tone ocele pridá iba 200 g kovového nióbu. A niób dodáva chróm-mangánovej oceli vysokú odolnosť proti opotrebovaniu.

Mnohé neželezné kovy sú tiež legované nióbom. Hliník, ktorý sa ľahko rozpúšťa v zásadách, s nimi teda nereaguje, ak sa k nemu pridá len 0,05 % nióbu. A meď, známa svojou mäkkosťou, a mnohé z jej zliatin sa zdajú byť tvrdené nióbom. Zvyšuje pevnosť kovov ako titán, molybdén, zirkónium a zároveň zvyšuje ich tepelnú odolnosť a tepelnú odolnosť.

Teraz vlastnosti a schopnosti nióbu oceňuje letectvo, strojárstvo, rádiotechnika, chemický priemysel a jadrová energetika. Všetci sa stali konzumentmi nióbu.

Jedinečná vlastnosť - absencia výraznej interakcie nióbu s uránom pri teplotách do 1100°C a navyše dobrá tepelná vodivosť, malý účinný absorpčný prierez tepelných neutrónov - urobili z nióbu vážneho konkurenta kovov uznávaných v jadrovej energetike. priemysel - hliník, berýlium a zirkónium. Okrem toho je umelá (indukovaná) rádioaktivita nióbu nízka. Preto sa z neho dajú vyrobiť kontajnery na skladovanie rádioaktívneho odpadu alebo zariadenia na ich využitie.

Chemický priemysel spotrebuje relatívne málo nióbu, ale to možno vysvetliť len jeho nedostatkom. Zariadenia na výrobu vysoko čistých kyselín sa niekedy vyrábajú zo zliatin obsahujúcich niób a menej často z plechového nióbu. Schopnosť nióbu ovplyvňovať rýchlosť určitých chemických reakcií sa využíva napríklad pri syntéze alkoholu z butadiénu.

Spotrebiteľmi prvku č.41 sa stali aj raketové a vesmírne technológie. Nie je žiadnym tajomstvom, že niektoré množstvá tohto prvku už rotujú na obežných dráhach v blízkosti Zeme. Niektoré časti rakiet a palubné vybavenie umelých družíc Zeme sú vyrobené zo zliatin obsahujúcich niób a čistého nióbu.

Využitie nióbu v iných priemyselných odvetviach

„Horúce armatúry“ (t. j. vyhrievané časti) sú vyrobené z nióbových plechov a tyčí – anódy, mriežky, nepriamo vyhrievané katódy a ďalšie časti elektronických lámp, najmä výkonných generátorových lámp.

Okrem čistého kovu sa na rovnaké účely používajú zliatiny tantalónium-bium.

Niób sa používal na výrobu elektrolytických kondenzátorov a usmerňovačov prúdu. Tu sa využíva schopnosť nióbu vytvárať stabilný oxidový film počas anodickej oxidácie. Oxidový film je stabilný v kyslých elektrolytoch a prechádza prúdom iba v smere od elektrolytu ku kovu. Nióbové kondenzátory s pevným elektrolytom sa vyznačujú vysokou kapacitou s malými rozmermi a vysokým izolačným odporom.

Prvky nióbových kondenzátorov sú vyrobené z tenkej fólie alebo poréznych dosiek lisovaných z kovových práškov.

Odolnosť nióbu proti korózii v kyselinách a iných médiách v kombinácii s vysokou tepelnou vodivosťou a ťažnosťou z neho robí cenný konštrukčný materiál pre zariadenia v chemickom a hutníckom priemysle. Niób má kombináciu vlastností, ktoré spĺňajú požiadavky jadrovej energie na konštrukčné materiály.

Do 900°C niób slabo interaguje s uránom a je vhodný na výrobu ochranných plášťov pre uránové palivové články energetických reaktorov. V tomto prípade je možné použiť tekuté kovové chladivá: sodík alebo zliatinu sodíka a draslíka, s ktorou niób neinteraguje do 600 °C. Na zvýšenie životnosti uránových palivových prvkov sa urán dopuje nióbom (~ 7 % nióbu). Prísada nióbu stabilizuje ochranný oxidový film na uráne, čo zvyšuje jeho odolnosť voči vodnej pare.

Niób je súčasťou rôznych žiaruvzdorných zliatin pre plynové turbíny prúdových motorov. Legovanie molybdénu, titánu, zirkónu, hliníka a medi s nióbom výrazne zlepšuje vlastnosti týchto kovov, ako aj ich zliatin. Ako konštrukčný materiál pre časti prúdových motorov a rakiet existujú žiaruvzdorné zliatiny na báze nióbu (výroba lopatiek turbín, nábežných hrán krídel, predných koncov lietadiel a rakiet, plášťov rakiet). Niób a zliatiny na jeho báze je možné použiť pri prevádzkových teplotách 1000 - 1200°C.

Karbid nióbu je súčasťou niektorých druhov karbidu na báze karbidu volfrámu používaného na rezanie ocelí.

Niób je široko používaný ako legujúca prísada do ocelí. Prídavok nióbu v množstve 6 až 10-krát vyššom ako je obsah uhlíka v oceli eliminuje medzikryštalickú koróziu nehrdzavejúcej ocele a chráni zvary pred zničením.

Niób sa pridáva aj do rôznych žiaruvzdorných ocelí (napríklad pre plynové turbíny), ako aj do nástrojových a magnetických ocelí.

Niób sa do ocele zavádza v zliatine so železom (feróniób), ktorá obsahuje až 60 % Nb. Okrem toho sa vo ferozliatine používa ferotantaloniób s rôznymi pomermi medzi tantalom a nióbom.

V organickej syntéze sa niektoré zlúčeniny nióbu (komplexné fluoridové soli, oxidy) používajú ako katalyzátory.

Využitie a výroba nióbu rýchlo narastá, čo je spôsobené kombináciou takých vlastností ako žiaruvzdornosť, malý prierez na zachytávanie tepelných neutrónov, schopnosť vytvárať žiaruvzdorné, supravodivé a iné zliatiny, odolnosť proti korózii, vlastnosti getra, nízka pracovná funkcia elektrónov, dobrá spracovateľnosť pod tlakom za studena a zvárateľnosť. Hlavné oblasti použitia nióbu sú: raketová technika, letectvo a vesmírna technika, rádiotechnika, elektronika, chemické inžinierstvo, jadrová energetika.

Aplikácie kovového nióbu

Časti lietadiel sú vyrobené z čistého nióbu alebo jeho zliatin; Obklady pre uránové a plutóniové palivové články; nádoby a potrubia; na tekuté kovy; časti elektrolytických kondenzátorov; „horúce“ armatúry pre elektronické (pre radarové inštalácie) a výkonné generátorové lampy (anódy, katódy, mriežky atď.); zariadenia odolné voči korózii v chemickom priemysle.

Ostatné neželezné kovy vrátane uránu sú legované nióbom.

Niób sa používa v kryotrónoch - supravodivých prvkoch počítačov. Niób je známy aj pre svoje použitie v urýchľovacích štruktúrach Veľkého hadrónového urýchľovača.

Intermetalické zlúčeniny a zliatiny nióbu

Na výrobu supravodivých solenoidov sa používa stanid Nb3Sn a zliatiny nióbu s titánom a zirkónom.

Niób a zliatiny s tantalom v mnohých prípadoch nahrádzajú tantal, čo dáva veľký ekonomický efekt (niób je lacnejší a takmer dvakrát ľahší ako tantal).

Ferroniób sa pridáva do nehrdzavejúcich chrómniklových ocelí, aby sa zabránilo ich medzikryštalickej korózii a deštrukcii, a do iných druhov ocelí na zlepšenie ich vlastností.

Niób sa používa pri razbe zberateľských mincí. Lotyšská banka teda tvrdí, že niób sa používa spolu so striebrom v zberných minciach 1 lat.

Aplikácia katalyzátora nióbových zlúčenín O5 v chemickom priemysle;

pri výrobe žiaruvzdorných materiálov, cermetov, špeciálov. sklo, nitrid, karbid, niobáty.

Karbid nióbu (t.t. 3480 °C) legovaný karbidom zirkónia a karbidom uránu-235 je najdôležitejším konštrukčným materiálom pre palivové tyče jadrových prúdových motorov na tuhú fázu.

Niob nitrid NbN sa používa na výrobu tenkých a ultratenkých supravodivých filmov s kritickou teplotou 5 až 10 K s úzkym prechodom rádovo 0,1 K

Niób v medicíne

Vysoká odolnosť nióbu proti korózii umožnila jeho využitie v medicíne. Nióbové vlákna nedráždia živé tkanivo a dobre k nemu priľnú. Rekonštrukčná chirurgia úspešne použila takéto nite na zošívanie roztrhnutých šliach, krvných ciev a dokonca aj nervov.

Aplikácia v šperkoch

Niób má nielen súbor vlastností potrebných pre technológiu, ale tiež vyzerá celkom krásne. Tento biely lesklý kov sa klenotníci snažili použiť na výrobu puzdier na hodinky. Zliatiny nióbu s volfrámom alebo réniom niekedy nahrádzajú ušľachtilé kovy: zlato, platinu, irídium. Toto je obzvlášť dôležité, pretože zliatina nióbu s réniom je nielen zvonka podobná kovovému irídiu, ale je takmer rovnako odolná voči opotrebovaniu. To umožnilo niektorým krajinám zaobísť sa bez drahého irídia pri výrobe spájkovacích hrotov pre hroty plniacich pier.

Ťažba nióbu v Rusku

V posledných rokoch sa celosvetová produkcia nióbu pohybuje na úrovni 24-29 tisíc ton.Treba si uvedomiť, že svetový trh nióbu je výrazne monopolizovaný brazílskou spoločnosťou SVMM, ktorá tvorí asi 85% svetovej produkcie nióbu.

Hlavným spotrebiteľom produktov obsahujúcich niób (sem patrí predovšetkým feroniób) je Japonsko. Táto krajina ročne dováža z Brazílie viac ako 4 tisíc ton feronióbu. Preto sa japonské dovozné ceny výrobkov obsahujúcich niób môžu s veľkou istotou považovať za ceny blízke svetovému priemeru. V posledných rokoch existuje tendencia zvyšovania cien feronióbu. Je to spôsobené jeho rastúcim využitím na výrobu nízkolegovaných ocelí určených najmä pre ropovody a plynovody. Vo všeobecnosti je potrebné poznamenať, že za posledných 15 rokov celosvetová spotreba nióbu vzrástla v priemere o 4-5% ročne.

S poľutovaním musíme priznať, že Rusko stojí na okraji trhu s nióbom. Začiatkom 90. rokov sa podľa odborníkov Giredmet v bývalom ZSSR vyrobilo a spotrebovalo asi 2 000 ton nióbu (v zmysle oxidu nióbu). V súčasnosti spotreba nióbových výrobkov ruským priemyslom nepresahuje len 100 - 200 ton.Treba si uvedomiť, že v bývalom ZSSR vznikli významné kapacity na výrobu nióbu, roztrúsené po rôznych republikách - Rusko, Estónsko, Kazachstan. Táto tradičná črta rozvoja priemyslu v ZSSR postavila Rusko do veľmi ťažkej situácie, čo sa týka mnohých druhov surovín a kovov. Trh s nióbom začína výrobou surovín obsahujúcich niób. Jeho hlavným typom v Rusku bol a zostáva koncentrát loparitu vyrábaný v Lovozersky GOK (teraz Sevredmet as, Murmansk región). Pred rozpadom ZSSR podnik vyrobil asi 23 tisíc ton koncentrátu loparitu (obsah oxidu nióbu je asi 8,5%). Následne výroba koncentrátu v rokoch 1996-1998 neustále klesala. Spoločnosť sa niekoľkokrát zastavila pre nedostatok predaja. V súčasnosti sa odhaduje, že produkcia koncentrátu loparitu v podniku je na úrovni 700 - 800 ton mesačne.

Treba poznamenať, že podnik je pomerne prísne viazaný na svojho jediného spotrebiteľa - horčík v Solikamsku. Faktom je, že koncentrát loparitu je pomerne špecifický produkt, ktorý sa získava iba v Rusku. Technológia jeho spracovania je pomerne zložitá kvôli komplexu vzácnych kovov, ktoré obsahuje (niób, tantal, titán). Koncentrát je navyše rádioaktívny, a preto sa všetky pokusy dostať sa s týmto produktom na svetový trh skončili márne. Treba tiež poznamenať, že nie je možné získať feroniób z koncentrátu loparitu. V roku 2000 v závode Sevredmet spoločnosť Rosredmet spustila experimentálne zariadenie na spracovanie koncentrátu loparitu na výrobu, okrem iných kovov, komerčných produktov obsahujúcich niób (oxid niób).

Hlavnými trhmi pre nióbové produkty SMZ sú krajiny mimo SNŠ: dodávky sa uskutočňujú do USA, Japonska a európskych krajín. Podiel exportu na celkovej produkcii je vyše 90 %. Významné kapacity na výrobu nióbu v ZSSR boli sústredené v Estónsku - pri Združení chemickej a metalurgickej výroby Sillamae (Sillamae). Teraz sa estónska spoločnosť volá Silmet. V sovietskych časoch podnik spracovával koncentrát loparitu z banského a spracovateľského závodu Lovoozersk, od roku 1992 bola jeho preprava zastavená. V súčasnosti spoločnosť Silmet spracováva len malé množstvo hydroxidu nióbového z horčíkového závodu v Solikamsku. Spoločnosť v súčasnosti získava väčšinu surovín obsahujúcich niób z Brazílie a Nigérie. Vedenie podniku nevylučuje dodávku koncentrátu loparitu, Sevredmet sa však snaží presadzovať politiku jeho spracovania na miestnej úrovni, pretože export surovín je menej ziskový ako hotové výrobky.

Doučovanie

Potrebujete pomôcť so štúdiom témy?

Naši špecialisti vám poradia alebo poskytnú doučovacie služby na témy, ktoré vás zaujímajú.
Odošlite žiadosť s uvedením témy práve teraz, aby ste sa dozvedeli o možnosti konzultácie.

Stojí za to začať tým, že niób je neoddeliteľne spojený s látkou, ako je tantal. A to aj napriek tomu, že tieto materiály neboli objavené v rovnakom čase.

Čo je niób

Čo je dnes známe o takej látke, ako je niób? Je to chemický prvok, ktorý sa nachádza v skupine 5 periodickej tabuľky s atómovým číslom 41, ako aj s atómovou hmotnosťou 92,9. Ako mnohé iné kovy, aj táto látka sa vyznačuje oceľovo-sivým leskom.

Jedným z najdôležitejších fyzikálnych parametrov je jeho žiaruvzdornosť. Práve vďaka tejto vlastnosti sa používanie nióbu rozšírilo v mnohých priemyselných odvetviach. Teplota topenia tejto látky je 2468 stupňov Celzia a teplota varu je 4927 stupňov Celzia.

Chemické vlastnosti tejto látky sú tiež na vysokej úrovni. Vyznačuje sa vysokou úrovňou odolnosti voči negatívnym teplotám, ako aj voči väčšine agresívnych prostredí.

Výroba

Stojí za to povedať, že prítomnosť rudy, ktorá obsahuje prvok Nb (niób), je oveľa väčšia ako ruda obsahujúca tantal, ale problém spočíva v nedostatku samotného prvku v tejto rude.

Najčastejšie sa na získanie tohto prvku uskutočňuje proces tepelnej redukcie, na ktorom sa podieľa hliník alebo kremík. V dôsledku tejto operácie sa získajú zlúčeniny feronióbu a ferotantalonióbu. Stojí za zmienku, že kovová verzia tejto látky sa získava z rovnakej rudy, ale používa sa zložitejšia technológia. Nióbové tégliky a ďalšie výsledné materiály sa vyznačujú veľmi vysokými úžitkovými vlastnosťami.

Spôsoby získavania nióbu

V súčasnosti sú niektoré z najrozvinutejších smerov na získanie tohto materiálu aluminotermické, sodno-termické a karbotermické. Rozdiel medzi týmito typmi spočíva aj v prekurzoroch, ktoré sa používajú na redukciu nióbu. Povedzme, že K2NbF7 sa používa v tepelnej metóde sodíka. Ale napríklad pri aluminotermickej metóde sa používa oxid nióbový.

Ak hovoríme o karbotermickej metóde výroby, potom táto technológia zahŕňa zmiešanie Nb so sadzami. Tento proces musí prebiehať vo vysokoteplotnom a vodíkovom prostredí. V dôsledku tejto operácie sa získa karbid nióbu. Druhým stupňom je, že vodíkové prostredie je nahradené vákuom a udržiava sa teplota. V tomto bode sa jeho oxid pridá ku karbidu nióbu a získa sa samotný kov.

Je dôležité poznamenať, že medzi formami vyrobených kovov je niób v ingotoch celkom bežný. Tento výrobok je určený na výrobu zliatin na báze kovov, ako aj rôznych iných polotovarov.

Z tohto materiálu možno vyrobiť aj stoh, ktorý je rozdelený do niekoľkých kategórií v závislosti od čistoty látky. Najmenej nečistôt sa nachádza v kadičke označenej NBS-00. Trieda NBSh-0 sa vyznačuje vyššou prítomnosťou prvkov ako železo, titán a tantalový kremík. Kategória s najvyšším ukazovateľom nečistoty je NBS-1. Možno dodať, že niób v ingotoch nemá takúto klasifikáciu.

Alternatívne výrobné metódy

Alternatívne metódy zahŕňajú zónové tavenie elektrónovým lúčom v tégliku. Tento proces umožňuje získať monokryštály Nb. Touto metódou sa vyrábajú nióbové tégliky. Patrí do práškovej metalurgie. Používa sa na získanie najskôr zliatiny tohto materiálu a potom jeho čistej vzorky. Prítomnosť tejto metódy je dôvodom, prečo sú reklamy na nákup nióbu pomerne bežné. Táto metóda vám umožňuje použiť nie samotnú rudu, ktorá sa dosť ťažko ťaží, alebo koncentrát z nej, ale druhotné suroviny na získanie čistého kovu.

Ďalšou alternatívnou metódou výroby je valcovanie nióbu. Stojí za zmienku, že väčšina rôznych spoločností uprednostňuje nákup tyčí, drôtu alebo plechu.

Zrolované a fóliované

Fólia vyrobená z tohto materiálu je pomerne bežným polotovarom. Je to najtenší valcovaný plát tejto hmoty. Používa sa na výrobu určitých výrobkov a častí. Nióbová fólia sa získava z čistých surovín valcovaním ingotov Nb za studena. Výsledné produkty sa vyznačujú takými ukazovateľmi, ako je vysoká odolnosť proti korózii, agresívnemu prostrediu a vysokým teplotám. Valcovaný niób a jeho ingoty tiež poskytujú také vlastnosti, ako je odolnosť proti opotrebovaniu, vysoká ťažnosť a dobrá opracovateľnosť.

Takto získané produkty sa najčastejšie používajú v oblastiach ako výroba lietadiel, raketová veda, medicína (chirurgia), rádiotechnika, elektrotechnika, jadrová energetika a jadrová energetika. Nióbová fólia je balená vo zvitkoch a skladovaná na suchom mieste chránenom pred vlhkosťou, ako aj na mieste chránenom pred mechanickým vplyvom zvonku.

Aplikácie v elektródach a zliatinách

Použitie nióbu je veľmi rozšírené. Môže sa použiť, podobne ako chróm a nikel, ako materiál, ktorý je súčasťou zliatiny železa používanej na výrobu elektród. Vzhľadom na to, že niób, podobne ako tantal, je schopný vytvárať supertvrdý karbid, často sa používa na výrobu supertvrdých zliatin. Možno dodať, že v súčasnosti sa snažia tento materiál využiť na zlepšenie vlastností zliatin získaných na báze

Keďže niób je surovina schopná vytvárať karbidové prvky, používa sa podobne ako tantal ako legovacia zmes pri výrobe ocele. Stojí za zmienku, že po dlhú dobu sa používanie nióbu ako nečistoty v tantale považovalo za negatívny účinok. Dnes sa však názor zmenil. Zistilo sa, že Nb môže pôsobiť ako náhrada tantalu a to s veľkým úspechom, keďže vďaka jeho nižšej atómovej hmotnosti je možné použiť menšie množstvá látky pri zachovaní všetkých starých schopností a účinkov produktu.

Aplikácie v elektrotechnike

Je potrebné zdôrazniť, že použitie nióbu, podobne ako jeho brat tantal, je možné v usmerňovačoch vďaka tomu, že majú vlastnosť unipolárnej vodivosti, to znamená, že tieto látky prechádzajú elektrickým prúdom iba v jednom smere. Tento kov je možné použiť na vytvorenie zariadení ako sú anódy, ktoré sa používajú vo výkonných generátoroch a zosilňovacích elektrónkach.

Je veľmi dôležité poznamenať, že používanie nióbu dosiahlo jadrovú energiu. V tomto odvetví sa výrobky vyrobené z tejto látky používajú ako konštrukčné materiály. Bolo to možné, pretože prítomnosť Nb v častiach ich robí odolnými voči teplu a tiež im dáva vysokú chemickú odolnosť.

Vynikajúce fyzikálne vlastnosti tohto kovu viedli k jeho širokému použitiu v raketovej technike, prúdových lietadlách a plynových turbínach.

Výroba nióbu v Rusku

Ak hovoríme o zásobách tejto rudy, celkovo je ich asi 16 miliónov ton. Najväčšie ložisko, ktoré zaberá približne 70 % celkového objemu, sa nachádza v Brazílii. Asi 25% zásob tejto rudy sa nachádza v Rusku. Tento ukazovateľ sa považuje za významnú časť všetkých zásob nióbu. Najväčšie ložiská tejto látky sa nachádzajú vo východnej Sibíri, ako aj na Ďalekom východe. Dnes sa na území Ruskej federácie spoločnosť Lovozersky GOK zaoberá ťažbou a výrobou tejto látky. Možno poznamenať, že spoločnosť Stalmag sa podieľala aj na výrobe nióbu v Rusku. Vyvinula tatarské ložisko tejto rudy, ale v roku 2010 bolo zatvorené.

Môžete tiež dodať, že sa zaoberá výrobou oxidu nióbu. Získavajú ho spracovaním koncentrátu loparitu. Tento podnik vyrába od 400 do 450 ton tejto látky, z čoho väčšina sa vyváža do krajín ako USA a Nemecko. Časť zvyšného oxidu ide do Chepetského mechanického závodu, ktorý vyrába čistý niób a jeho zliatiny. Sú tam významné kapacity umožňujúce produkciu až 100 ton materiálu ročne.

Nióbový kov a jeho cena

Napriek tomu, že rozsah použitia tejto látky je pomerne široký, jej hlavným účelom je vesmírny a jadrový priemysel. Z tohto dôvodu je Nb klasifikovaný ako strategický materiál.

Hlavné parametre, ktoré ovplyvňujú cenu nióbu:

čistota zliatiny, veľké množstvo nečistôt znižuje cenu;
forma dodávky materiálu;
objemy dodávaného materiálu;
umiestnenie miesta príjmu rudy (rôzne regióny potrebujú rôzne množstvá prvku, a preto je cena zaň odlišná).

Približný zoznam cien materiálov v Moskve: