Toepassing van niobium. Productie van niobium in Rusland

Het is de moeite waard om te beginnen met het feit dat niobium onlosmakelijk verbonden is met een stof als tantalium. Dit ondanks het feit dat deze materialen niet op hetzelfde moment beschikbaar waren.

Wat is niobium

Wat is er bekend over deze dagsubstantie, zoals niobium? Het is een chemisch element dat zich bevindt in de 5e groep van het periodiek systeem, met atoomnummer 41, en ook atoomgewicht 92.9. Zoals veel andere metalen, wordt deze stof gekenmerkt door een grijs-stalen glans.

Een van de belangrijkste fysieke parametersDit metaal is zijn vuurvastheid geworden. Het is dankzij deze eigenschap dat het gebruik van niobium in veel industrieën wijdverbreid is geworden. Het smeltpunt van deze stof is 2468 graden Celsius en het kookpunt is 4927 graden Celsius.

De chemische eigenschappen van deze stof zijn ookzijn op een hoog niveau. Het wordt gekenmerkt door een hoge mate van weerstand tegen de effecten van negatieve temperaturen, evenals het effect van de meeste agressieve media.

productie

Het is de moeite waard te vermelden dat de aanwezigheid van erts met een element van Nb (niobium) veel meer is dan dat met tantaal, maar het probleem ligt in de schaarste van de inhoud van het element zelf in dit erts.

Meestal om dit element te krijgen,Er wordt een thermische reductie uitgevoerd, waaraan aluminium of silicium deelneemt. Als gevolg van deze operatie worden verbindingen van ferroniobium en ferrotanalonibia verkregen. Het is vermeldenswaard dat de metalen versie van deze stof is gemaakt van hetzelfde erts, maar dat er een complexere technologie wordt gebruikt. De verkregen niobiumkroezen en andere materialen worden gekenmerkt door zeer hoge prestatiekenmerken.

Methoden voor het verkrijgen van niobium

Momenteel zijn enkele van de meest ontwikkeldeDe productierichtingen van dit materiaal zijn aluminothermisch, natriumthermisch en carbothermisch. Het verschil tussen deze typen zit ook in voorlopers, die worden gebruikt om niobium te herstellen. In een natriumthermische methode wordt bijvoorbeeld K2NbF7 gebruikt. Maar, bijvoorbeeld, met aluminothermische methode, wordt niobium pentoxide gebruikt.

Als we het hebben over de carbothermische methodedeze technologie omvat het mengen van Nb met roet. Dit proces moet worden uitgevoerd in een medium met hoge temperatuur en waterstof. Als resultaat van deze bewerking zal niobiumcarbide worden verkregen. De tweede stap is dat het waterstofmedium wordt vervangen door een vacuüm en de temperatuur wordt gehandhaafd. Op dat moment wordt het oxide aan het niobiumcarbide toegevoegd en het metaal zelf wordt geproduceerd.

Het is belangrijk op te merken dat onder de geproduceerde vormenmetaal is vrij algemeen niobium in blokken. Dit product is bedoeld voor de productie van een legering op basis van metaal, evenals andere verschillende halffabrikaten.

Ook kan het personeel van dit materiaal worden geproduceerd,die is verdeeld in verschillende categorieën, afhankelijk van de zuiverheid van de stof. De minste hoeveelheid onzuiverheden zit in de balk met de markering NBSH-00. De NBSH-0 klasse wordt gekenmerkt door een hogere beschikbaarheid van elementen zoals ijzer, titanium en tantaal silicium. De categorie met de hoogste onzuiverheidsindex, NBS-1. Hieraan kan worden toegevoegd dat niobium in blokken geen dergelijke classificatie heeft.

Alternatieve productiewijzen

Alternatieve methoden omvattensmeltkroes zonder elektronenbundel. Dit proces maakt het mogelijk om éénkristallen van Nb te verkrijgen. De niobiumkroezen worden geproduceerd met behulp van deze methode. Het verwijst naar poedermetallurgie. Het wordt gebruikt om eerst een legering van dit materiaal en daarna en het zuivere monster ervan te verkrijgen. De aanwezigheid van deze methode heeft geleid tot het frequent voorkomen van aankondigingen over de aankoop van niobium. Deze methode stelt u in staat om pure erts te produceren, niet het erts zelf, dat moeilijk is te extraheren of daaruit te concentreren, en secundaire grondstoffen.

Naar een andere alternatieve productiemethodekan worden toegeschreven aan de huur van niobium. Het is vermeldenswaard dat de meeste van de verschillende bedrijven liever precies staven, draad of plaatwerk kopen.

Rollen en folie

Folie van dit materiaal is eenvrij algemeen halffabrikaat. Het is de dunste plaat van gewalst metaal van deze stof. Deze grondstof wordt gebruikt voor de productie van bepaalde producten en onderdelen. De niobiumfolie wordt verkregen uit zuivere grondstof door koud rollen van Nb-blokken. De verkregen producten worden gekenmerkt door indicatoren zoals hoge weerstand tegen corrosie, agressieve omgeving en ook hoge temperaturen. De huur van niobium en zijn blokken heeft ook dergelijke eigenschappen als productresistentie tegen slijtage, hoge taaiheid, goede bewerkbaarheid.

Producten die op deze manier worden verkregen, meestalZe worden gebruikt op gebieden als vliegtuigbouw, rakettechniek, geneeskunde (chirurgie), radiotechniek, elektrotechniek, kernenergie, kernenergie. De niobiumfolie is verpakt in rollen en opgeslagen op een droge plaats beschermd tegen vocht en op een beschermde plaats tegen mechanische impact vanaf de zijkant.

Toepassing in elektroden en legeringen

Het gebruik van niobium is zeer wijdverspreid. Het kan worden gebruikt, zoals chroom en nikkel, als een materiaal dat deel uitmaakt van de ijzerlegering die wordt gebruikt om elektroden te produceren. Vanwege het feit dat niobium, net als tantalum, superhard carbide kan vormen, wordt het vaak gebruikt voor de productie van superhard-legeringen. Hieraan kan worden toegevoegd dat met dit materiaal wordt geprobeerd de eigenschappen van legeringen verkregen uit non-ferrometalen te verbeteren.

Omdat niobium een grondstof is die in staat isom carbide-elementen te maken, wordt het, net als tantaal, gebruikt als een legeringsmengsel bij de productie van staal. Opgemerkt moet worden dat het gebruik van niobium als een onzuiverheid voor tantaal lange tijd als een negatieve actie werd beschouwd. Echter, vandaag is het advies veranderd. Het is gebleken dat Nb kan fungeren als een substituut voor tantaal, en met groot succes, omdat een kleinere hoeveelheid van de stof kan worden gebruikt vanwege de kleinere atomaire massa, waarbij alle oude mogelijkheden en effecten van het product behouden blijven.

Toepassing in elektrotechniek

Het moet worden benadrukt dat het gebruik van niobium, evenalsbroer tantaal gelijkrichters vanwege het feit dat zij de eigenschap hebben unipolaire geleiding, d.w.z. deze stoffen een elektrische stroom uitsluitend in één richting. U kunt dit metaal gebruiken om apparaten zoals anodes die worden gebruikt in high-power generators en versterker buizen te creëren.

Het is heel belangrijk op te merken dat het gebruik van niobium is bereikten tegen kernenergie. In deze industrie worden producten gemaakt van deze stof gebruikt als constructiemateriaal. Dit werd mogelijk omdat de aanwezigheid van Nb in details ze bestand maakt tegen hitte en ze ook een hoge chemische weerstand biedt.

De uitstekende fysieke eigenschappen van dit metaal hebben geleid tot het feit dat het op grote schaal wordt gebruikt in rakettechnologie, in straalvliegtuigen, in gasturbines.

Productie van niobium in Rusland

Als we praten over de reserves van dit erts, dan allemaaler zijn ongeveer 16 miljoen ton. Het grootste veld, dat ongeveer 70% van het totale volume beslaat, bevindt zich in Brazilië. Op het grondgebied van Rusland ligt ongeveer 25% van de reserves van dit erts. Dit cijfer wordt beschouwd als een belangrijk deel van alle reserves van niobium. De grootste afzetting van deze stof bevindt zich in Oost-Siberië, evenals in het Verre Oosten. Vandaag, op het grondgebied van de Russische Federatie, is GOK van Lovozersky betrokken bij de winning en productie van deze stof. Opgemerkt kan worden dat het bedrijf Stalmag ook betrokken was bij de productie van niobium in Rusland. Ze ontwikkelde de Tataarse afzetting van dit erts, maar in 2010 was het gesloten.

Je kunt ook toevoegen dat Solikamsk magnesiumDe plant houdt zich bezig met de productie van niobiumoxide. Zij ontvangen en verwerken loparitovyj een concentraat. Deze onderneming produceert 400 tot 450 ton van deze stof, waarvan het merendeel wordt geëxporteerd naar landen zoals de VS en Duitsland. Een deel van het resterende oxide gaat naar de Chepetsky Mechanical Plant, die zowel zuiver niobium als zijn legeringen produceert. Er zijn aanzienlijke capaciteiten die het mogelijk maken om tot 100 ton materiaal per jaar te produceren.

Niobium metaal en zijn kosten

Ondanks het feit dat de reikwijdte van deze stof vrij breed is, is het hoofddoel de ruimte- en nucleaire industrie. Om deze reden verwijst Nb naar strategische materialen.

De belangrijkste parameters die van invloed zijn op de kosten van niobium:

de zuiverheid van de legering, een groot aantal onzuiverheden verlaagt de prijs;
de vorm van levering van het materiaal;
volumes van geleverd materiaal;
de locatie van het ontvangstpunt van erts (verschillende regio's hebben een ander aantal elementen nodig, en daarom is de prijs anders).

Een geschatte prijslijst voor materiaal in Moskou: