Paggamit ng niobium. Produksyon ng Niobium sa Russia

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ito ay nagkakahalaga ng pagsisimula sa katotohanan na ang niobium ay hindi mapaghihiwalay na nauugnay sa isang sangkap tulad ng tantalum. Ito ay sa kabila ng katotohanan na ang mga materyales na ito ay hindi binuksan nang sabay.

Ano ang niobium

Ano ang kilala ngayon tungkol sa substance gaya ng niobium? Ito ay isang kemikal na elemento na matatagpuan sa ika-5 pangkat ng periodic table, na mayroong atomic number na 41, pati na rin ang atomic mass na 92.9. Gaya ng maraming iba pang metal, ang substance na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng steel-gray na kinang.

Isa sa pinakamahalagang pisikal na parameter ng metal na ito ay ang refractoriness nito. Ito ay dahil sa katangiang ito na ang paggamit ng niobium ay naging laganap sa maraming industriya. Ang punto ng pagkatunaw ng substance na ito ay 2468 degrees Celsius at ang boiling point ay 4927 degrees Celsius.

Ang mga kemikal na katangian ng sangkap na ito ay nasa mataas ding antas. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na antas ng paglaban sa mga negatibong temperatura, gayundin sa pinaka-agresibong kapaligiran.

Production

Nararapat na banggitin na ang pagkakaroon ng ore na naglalaman ng elementong Nb (niobium) ay higit na malaki kaysa sa tantalum, ngunit ang problema ay nasa kakulangan ng nilalaman ng elemento mismo sa ore na ito.

Kadalasan, upang makuha ang elementong ito, isinasagawa ang proseso ng pagbawas ng thermal, kung saan kasangkot ang aluminyo o silikon. Bilang resulta ng operasyong ito, ang mga compound ng ferroniobium at ferrotantaloniobium ay nakuha. Kapansin-pansin na ang paggawa ng isang metal na bersyon ng sangkap na ito ay isinasagawa mula sa parehong ore, ngunit isang mas kumplikadong teknolohiya ang ginagamit. Ang mga niobium crucibles at iba pang mga materyales na nagreresulta ay nailalarawan sa pamamagitan ng napakataas na pagganap.

Mga paraan para sa pagkuha ng niobium

Sa kasalukuyan, ang isa sa pinakamaunlad na lugar para sa pagkuha ng materyal na ito ay aluminothermic, sodium-thermal at carbothermal. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga uri na ito ay nakasalalay din sa mga precursor na ginagamit upang bawasan ang niobium. Sabihin nating K2NbF7 ay ginagamit sa sodium thermal method. Ngunit, halimbawa, sa pamamaraang aluminothermic, ginagamit ang niobium pentoxide.

Kung pag-uusapan natin ang paraan ng pagkuha ng carbothermic, ang teknolohiyang ito ay nagpapahiwatig ng paghahalo ng Nb sa soot. Ang prosesong ito ay dapat maganap sa isang mataas na temperatura at hydrogen na kapaligiran. Bilang resulta ng operasyong ito, makukuha ang niobium carbide. Ang ikalawang yugto ay ang hydrogen medium ay pinapalitan ng isang vacuum, at ang temperatura ay pinananatili. Sa puntong ito, sa niobium carbideang oxide nito ay idinagdag at ang metal mismo ay nakuha.

Mahalagang tandaan na kabilang sa mga anyo ng ginawang metal, ang niobium sa mga ingot ay karaniwan. Ang produktong ito ay inilaan para sa paggawa ng metal base alloy, pati na rin ang iba't ibang mga semi-finished na produkto.

Maaari ding gumawa ng stick ng materyal na ito, na nahahati sa ilang kategorya depende sa kadalisayan ng substance. Ang pinakamaliit na halaga ng mga impurities ay nakapaloob sa baras na may label na NBSh-00. Ang klase ng NBSh-0 ay nailalarawan sa pamamagitan ng mas mataas na presensya ng mga elemento tulad ng iron, titanium at tantalum silicon. Ang kategorya na may pinakamataas na antas ng karumihan ay NBSh-1. Maaaring idagdag na ang niobium sa mga ingot ay walang ganoong klasipikasyon.

Mga alternatibong paraan ng produksyon

Ang mga alternatibong pamamaraan ay kinabibilangan ng crucibleless electron beam zone melting. Ginagawang posible ng prosesong ito na makakuha ng mga solong kristal ng Nb. Ang Niobium crucibles ay ginawa gamit ang pamamaraang ito. Ito ay nabibilang sa powder metalurgy. Ginagamit ito upang makakuha muna ng isang haluang metal ng materyal na ito, at pagkatapos ay ang purong sample nito. Ang pagkakaroon ng paraang ito ay naging sanhi ng pagiging karaniwan sa mga advertisement para sa pagbili ng niobium. Ginagawang posible ng pamamaraang ito na gamitin hindi ang ore mismo, na medyo mahirap kunin, o isang concentrate mula dito, ngunit pangalawang hilaw na materyales upang makakuha ng purong metal.

Ang isa pang alternatibong paraan ng produksyon ay ang rolling niobium. Kapansin-pansin na ang karamihan sa iba't ibang mga kumpanya ay nagbibigaykagustuhan para sa pagbili ng mga rod, wire o sheet metal.

Rolled and foil

Ang Foil mula sa materyal na ito ay medyo karaniwang semi-tapos na produkto. Ito ang pinakamanipis na rolled sheet ng substance na ito. Ang hilaw na materyal na ito ay ginagamit para sa produksyon ng ilang mga produkto at bahagi. Ang Niobium foil ay nakukuha mula sa purong hilaw na materyales sa pamamagitan ng cold rolling Nb ingots. Ang mga resultang produkto ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga tagapagpahiwatig tulad ng mataas na pagtutol sa kaagnasan, agresibong kapaligiran, at mataas na temperatura. Ang pag-roll ng niobium at ang mga ingot nito ay nagbibigay din ng mga katangian tulad ng wear resistance ng produkto, mataas na ductility, at mahusay na machinability.

Ang mga produktong nakukuha sa ganitong paraan ay kadalasang ginagamit sa mga lugar gaya ng paggawa ng sasakyang panghimpapawid, rocket science, medisina (surgery), radio engineering, electrical engineering, nuclear energy, nuclear energy. Ang niobium foil ay nakabalot sa mga coil at nakaimbak sa isang tuyo na lugar, protektado mula sa kahalumigmigan, gayundin sa isang lugar na protektado mula sa mekanikal na epekto mula sa labas.

Application sa mga electrodes at alloy

Ang paggamit ng niobium ay laganap. Maaari itong gamitin, tulad ng chromium at nickel, bilang isang materyal na bahagi ng bakal na haluang metal na ginagamit sa paggawa ng mga electrodes. Dahil sa ang katunayan na ang niobium, tulad ng tantalum, ay nakakagawa ng isang superhard carbide, madalas itong ginagamit upang makagawa ng mga superhard na haluang metal. Maaari mong idagdag kung ano ang kasalukuyang sinusubukan sa materyal na itopagbutihin ang mga katangian ng mga haluang metal na nagmula sa mga non-ferrous na metal.

Dahil ang niobium ay isang hilaw na materyal na may kakayahang lumikha ng mga elemento ng carbide, ito, tulad ng tantalum, ay ginagamit bilang isang haluang haluang metal sa paggawa ng bakal. Dapat pansinin na sa mahabang panahon ang paggamit ng niobium bilang isang karumihan sa tantalum ay itinuturing na isang negatibong epekto. Gayunpaman, ngayon ang opinyon ay nagbago. Napag-alaman na ang Nb ay maaaring kumilos bilang isang kapalit para sa tantalum, at may malaking tagumpay, dahil dahil sa mas mababang atomic mass, mas kaunting substance ang maaaring gamitin, habang pinapanatili ang lahat ng mga lumang feature at epekto ng produkto.

Mga electrical application

Nararapat na bigyang-diin na ang paggamit ng niobium, tulad ng kapatid nitong tantalum, ay posible sa mga rectifier, dahil sa ang katunayan na mayroon silang pag-aari ng unipolar conductivity, iyon ay, ang mga sangkap na ito ay pumasa sa electrical current sa isang direksyon lamang. Posibleng gamitin ang metal na ito para gumawa ng mga device gaya ng mga anod, na ginagamit sa mga high-power generator at amplifier tube.

Napakahalagang tandaan na ang paggamit ng niobium ay umabot na sa industriya ng nuclear power. Sa industriyang ito, ang mga produktong gawa sa sangkap na ito ay ginagamit bilang mga materyales sa istruktura. Ito ay naging posible dahil ang pagkakaroon ng Nb sa mga bahagi ay ginagawang lumalaban sa init at nagbibigay din sa kanila ng matataas na katangian ng paglaban sa kemikal.

Ang mahusay na pisikal na katangian ng metal na ito ay humantong sa katotohanan na ito ay malawakang ginagamit sa teknolohiya ng rocket, sa jetsasakyang panghimpapawid, sa mga gas turbine.

Produksyon ng Niobium sa Russia

Kung pag-uusapan natin ang tungkol sa mga reserba ng mineral na ito, may kabuuang 16 milyong tonelada. Ang pinakamalaking deposito, na sumasakop sa humigit-kumulang 70% ng kabuuang dami, ay matatagpuan sa Brazil. Sa teritoryo ng Russia, halos 25% ng mga reserba ng mineral na ito ay matatagpuan. Ang tagapagpahiwatig na ito ay itinuturing na isang mahalagang bahagi ng lahat ng mga reserbang niobium. Ang pinakamalaking deposito ng sangkap na ito ay matatagpuan sa Silangang Siberia, pati na rin sa Malayong Silangan. Sa ngayon, ang kumpanya ng Lovozersky GOK ay nakikibahagi sa pagkuha at paggawa ng sangkap na ito sa teritoryo ng Russian Federation. Makikita na ang kumpanya ng Stalmag ay nakikibahagi din sa paggawa ng niobium sa Russia. Binubuo nito ang deposito ng Tatar ng mineral na ito, ngunit isinara noong 2010.

Maaari ding idagdag na ang Solikamsk magnesium plant ay nakikibahagi sa paggawa ng niobium oxide. Nakukuha nila ito sa pamamagitan ng pagproseso ng loparite concentrate. Gumagawa ang negosyong ito mula 400 hanggang 450 tonelada ng sangkap na ito, karamihan sa mga ito ay na-export sa mga bansa tulad ng United States at Germany. Ang bahagi ng natitirang oksido ay napupunta sa Chepetsky Mechanical Plant, na gumagawa ng parehong purong niobium at mga haluang metal nito. May malalaking kapasidad na nagbibigay-daan sa paggawa ng hanggang 100 toneladang materyal bawat taon.

Niobium metal at ang halaga nito

Sa kabila ng katotohanan na ang saklaw ng sangkap na ito ay medyo malawak, ang pangunahing layunin ay ang espasyo at industriya ng nukleyar. Dahil dito, inuri ang Nb bilang isang madiskarteng materyal.

Ang mga pangunahing parameter namakakaapekto sa halaga ng niobium:

• alloy purity, ang malaking halaga ng impurities ay nagpapababa sa presyo;
• form ng paghahatid ng materyal;
• volume ng ibinigay na materyal;
• lokasyon ng ore receiving point (kailangan ng iba't ibang rehiyon ang iba't ibang halaga ng elemento, at samakatuwid ay iba ang presyo para dito).

Tinatayang listahan ng mga presyo ng materyal sa Moscow:

• niobium grade NB-2 ay nagkakahalaga sa pagitan ng 420-450 rubles bawat kg;
• niobium chips ay nagkakahalaga mula 500 hanggang 510 rubles bawat kg;
• Stab NBSh-00 ay nagkakahalaga mula 490 hanggang 500 rubles bawat kg.

Kapansin-pansin na, sa kabila ng malaking halaga ng produktong ito, tumataas lamang ang demand para dito.