Gebruik van niobium. Niobium produksie in Rusland

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Dit is die moeite werd om te begin met die feit dat niobium onlosmaaklik verbind is met 'n stof soos tantaal. Dit is ten spyte van die feit dat hierdie materiaal nie op dieselfde tyd oopgemaak is nie.

Wat is niobium

Wat is vandag bekend oor so 'n stof soos niobium? Dit is 'n chemiese element wat in die 5de groep van die periodieke tabel geleë is, met 'n atoomgetal van 41, sowel as 'n atoommassa van 92,9. Soos baie ander metale word hierdie stof gekenmerk deur 'n staalgrys glans.

Een van die belangrikste fisiese parameters van hierdie metaal was sy vuurvastheid. Dit is as gevolg van hierdie eienskap dat die gebruik van niobium wydverspreid in baie nywerhede geword het. Die smeltpunt van hierdie stof is 2468 grade Celsius en die kookpunt is 4927 grade Celsius.

Die chemiese eienskappe van hierdie stof is ook op 'n hoë vlak. Dit word gekenmerk deur 'n hoë vlak van weerstand teen negatiewe temperature, sowel as teen die meeste aggressiewe omgewings.

Production

Dit is die moeite werd om te noem dat die teenwoordigheid van erts wat die element Nb (niobium) bevat, baie groter is as dié van tantaal, maar die probleem lê in die skaarsheid van die inhoud van die element self in hierdie erts.

Dikwels, om hierdie element te verkry, word 'n termiese reduksieproses uitgevoer, waarby aluminium of silikon betrokke is. As gevolg van hierdie bewerking word ferroniobium- en ferrotantaloniobiumverbindings verkry. Dit is opmerklik dat die vervaardiging van 'n metaalweergawe van hierdie stof uit dieselfde erts uitgevoer word, maar 'n meer komplekse tegnologie word gebruik. Niobium smeltkroeë en ander resulterende materiale word gekenmerk deur baie hoë werkverrigting.

Metodes vir die verkryging van niobium

Tans is een van die mees ontwikkelde gebiede vir die verkryging van hierdie materiaal aluminotermies, natrium-termies en karbotermies. Die verskil tussen hierdie tipes lê ook in die voorlopers wat gebruik word om niobium te verminder. Kom ons sê K2NbF7 word in die natrium termiese metode gebruik. Maar, byvoorbeeld, in die aluminotermiese metode word niobiumpentoksied gebruik.

As ons praat oor die karbotermiese metode om te verkry, dan impliseer hierdie tegnologie die vermenging van Nb met roet. Hierdie proses moet plaasvind in 'n hoë-temperatuur en waterstof omgewing. As gevolg van hierdie bewerking sal niobiumkarbied verkry word. Die tweede fase is dat die waterstofmedium deur 'n vakuum een vervang word, en die temperatuur word gehandhaaf. Op hierdie punt, na die niobiumkarbiedsy oksied word bygevoeg en die metaal self word verkry.

Dit is belangrik om daarop te let dat onder die vorme van vervaardigde metaal, niobium in blokke redelik algemeen is. Hierdie produk is bedoel vir die vervaardiging van metaalbasislegering, sowel as verskeie ander halffabrikate.

'n Stok van hierdie materiaal kan ook vervaardig word, wat in verskeie kategorieë verdeel word, afhangende van die suiwerheid van die stof. Die kleinste hoeveelheid onsuiwerhede is vervat in die staaf gemerk NBSh-00. Die NBSh-0 klas word gekenmerk deur 'n hoër teenwoordigheid van elemente soos yster, titanium en tantaal silikon. Die kategorie wat die hoogste onsuiwerheidskoers het, is NBSh-1. Daar kan bygevoeg word dat niobium in blokke nie so 'n klassifikasie het nie.

Alternatiewe produksiemetodes

Alternatiewe metodes sluit in smelting van smeltkroeslose elektronstraalsone. Hierdie proses maak dit moontlik om enkelkristalle van Nb te verkry. Niobium-kroesies word met hierdie metode vervaardig. Dit behoort tot poeiermetallurgie. Dit word gebruik om eers 'n legering van hierdie materiaal te verkry, en dan sy suiwer monster. Die teenwoordigheid van hierdie metode het veroorsaak dat die advertensies vir die aankoop van niobium redelik algemeen voorkom. Hierdie metode maak dit moontlik om nie die erts self, wat redelik moeilik is om te onttrek, of 'n konsentraat daaruit te gebruik nie, maar sekondêre grondstowwe om suiwer metaal te verkry.

Nog 'n alternatiewe produksiemetode is die rol van niobium. Dit is opmerklik dat die meeste van die verskillende firmas geevoorkeur vir die koop van stawe, draad of plaatmetaal.

Gerol en foelie

Felie van hierdie materiaal is 'n redelik algemene halffabrikaat. Dit is die dunste gerolde vel van hierdie stof. Hierdie grondstof word gebruik vir die vervaardiging van sommige produkte en onderdele. Niobiumfoelie word uit suiwer grondstowwe verkry deur Nb-blokke te koudrol. Die gevolglike produkte word gekenmerk deur sulke aanwysers soos hoë weerstand teen korrosie, aggressiewe omgewings en hoë temperature. Die rol van niobium en sy blokke gee ook eienskappe soos slytvastheid van die produk, hoë rekbaarheid en goeie bewerkbaarheid.

Produkte wat op hierdie manier verkry word, word die meeste gebruik in gebiede soos vliegtuigvervaardiging, vuurpylwetenskap, medisyne (chirurgie), radio-ingenieurswese, elektriese ingenieurswese, kernenergie, kernenergie. Die niobiumfoelie word in spoele verpak en op 'n droë plek gestoor, beskerm teen vog, asook op 'n plek beskerm teen meganiese impak van buite.

Toepassing in elektrodes en legerings

Die gebruik van niobium is baie wydverspreid. Dit kan gebruik word, soos chroom en nikkel, as 'n materiaal wat deel is van die ysterlegering wat gebruik word om elektrodes te maak. As gevolg van die feit dat niobium, soos tantaal, 'n superharde karbied kan vorm, word dit dikwels gebruik om superharde legerings te vervaardig. Jy kan byvoeg wat tans probeer word met hierdie materiaalverbeter die eienskappe van legerings afkomstig van nie-ysterhoudende metale.

Aangesien niobium 'n grondstof is wat in staat is om karbiedelemente te skep, word dit, soos tantaal, as 'n legeringsmengsel in staalproduksie gebruik. Daar moet kennis geneem word dat die gebruik van niobium as 'n onsuiwerheid vir tantaal vir 'n lang tyd as 'n negatiewe effek beskou is. Vandag het die mening egter verander. Daar is gevind dat Nb as plaasvervanger vir tantaal kan dien, en met groot sukses, want as gevolg van die laer atoommassa kan minder stof gebruik word, terwyl al die ou kenmerke en effekte van die produk behou word.

Elektriese toepassings

Dit is die moeite werd om te beklemtoon dat die gebruik van niobium, soos sy broer tantaal, moontlik is in gelykrigters, as gevolg van die feit dat hulle die eienskap van unipolêre geleidingsvermoë het, dit wil sê, hierdie stowwe laat elektriese stroom net in een rigting deurlaat.. Dit is moontlik om hierdie metaal te gebruik om toestelle soos anodes te skep, wat in hoëkragopwekkers en versterkerbuise gebruik word.

Dit is baie belangrik om daarop te let dat die gebruik van niobium die kernkragbedryf bereik het. In hierdie bedryf word produkte wat van hierdie stof gemaak word as strukturele materiale gebruik. Dit word moontlik gemaak omdat die teenwoordigheid van Nb in die dele hulle bestand maak teen hitte en ook hoë kwaliteite van chemiese weerstand aan hulle gee.

Die uitstekende fisiese eienskappe van hierdie metaal het daartoe gelei dat dit redelik wyd gebruik word in vuurpyltegnologie, in stralervliegtuie, in gasturbines.

Niobiumproduksie in Rusland

As ons praat oor die reserwes van hierdie erts, dan is daar in totaal ongeveer 16 miljoen ton. Die grootste deposito, wat ongeveer 70% van die totale volume beslaan, is in Brasilië geleë. Op die grondgebied van Rusland is ongeveer 25% van die reserwes van hierdie erts geleë. Hierdie aanwyser word as 'n beduidende deel van alle niobiumreserwes beskou. Die grootste neerslag van hierdie stof is geleë in Oos-Siberië, sowel as in die Verre Ooste. Tot op datum is die Lovozersky GOK-maatskappy besig met die onttrekking en vervaardiging van hierdie stof op die grondgebied van die Russiese Federasie. Dit kan gesien word dat die Stalmag-maatskappy ook besig was met die vervaardiging van niobium in Rusland. Dit was besig om die Tataarse afsetting van hierdie erts te ontwikkel, maar is in 2010 gesluit.

Daar kan ook bygevoeg word dat die Solikamsk magnesiumaanleg besig is met die vervaardiging van niobiumoksied. Hulle kry dit deur loparietkonsentraat te verwerk. Hierdie onderneming produseer van 400 tot 450 ton van hierdie stof, waarvan die meeste na lande soos die Verenigde State en Duitsland uitgevoer word. 'n Deel van die oorblywende oksied gaan na die Chepetsky-meganiese aanleg, wat beide suiwer niobium en sy legerings produseer. Daar is aansienlike kapasiteit wat dit moontlik maak om tot 100 ton materiaal per jaar te produseer.

Niobiummetaal en die koste daarvan

Ondanks die feit dat die omvang van hierdie stof redelik wyd is, is die hoofdoel die ruimte- en kernindustrie. Om hierdie rede word Nb as 'n strategiese materiaal geklassifiseer.

Die belangrikste parameters watbeïnvloed die koste van niobium:

• allooisuiwerheid, 'n groot hoeveelheid onsuiwerhede verlaag die prys;
• materiaal afleweringsvorm;
• volumes gelewerde materiaal;
• ligging van die erts-ontvangspunt (verskillende streke benodig verskillende hoeveelhede van die element, en daarom is die prys daarvoor verskillend).

Geskatte lys van materiaalpryse in Moskou:

• niobium graad NB-2 kos tussen 420-450 roebels per kg;
• niobiumskyfies kos van 500 tot 510 roebels per kg;
• Stab NBSh-00 kos van 490 tot 500 roebels per kg.

Dit is opmerklik dat, ten spyte van die groot koste van hierdie produk, die vraag daarna net toeneem.