Atomnummer av niob. Egenskaper til niob

Plan:

Introduksjon

• 1. Historie
• 2 Å være i naturen
  • 2.1 Innskudd
• 3 Kvittering
• 4 Fysisk og Kjemiske egenskaper
  • 4.1 Fysiske egenskaper
  • 4.2 Kjemiske egenskaper
• 5 Søknad
  • 5.1 Anvendelser av metallisk niob
  • 5.2 Intermetalliske forbindelser og legeringer av niob
  • 5.3 Påføring av niobforbindelser
  • 5.4 Første generasjons superledende materialer
• 6 Biologisk rolle
  • 6.1 Fysiologisk virkning
Notater

Introduksjon

Niob- element side undergruppe femte gruppe av den femte perioden i det periodiske systemet kjemiske elementer D. I. Mendeleev, atomnummer 41. Indikert med symbolet NB(lat. Niob). Enkel substans niob(CAS-nummer: 7440-03-1) - skinnende sølvgrå metall.

1. Historie

Niob ble oppdaget i 1801 av den engelske vitenskapsmannen C. Hatchet i et mineral (columbite) funnet i elvebassenget. Colombia, og fikk derfor navnet "Columbia".

I 1844 omdøpte den tyske kjemikeren Heinrich Rose det til "niob" til ære for Tantalus' datter Niobe, og understreket likhetene mellom niob og tantal. I noen land (USA, England) ble imidlertid det opprinnelige navnet på grunnstoffet, columbium, beholdt i lang tid, og først i 1950, ved en beslutning fra International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), ble grunnstoffet endelig gitt navnet niob.

2. Å være i naturen

Clark niob 18 g/t. Niobinnholdet øker fra ultramafisk (0,2 g/t Nb) til sure bergarter (24 g/t Nb). Niob er alltid ledsaget av tantal. De lignende kjemiske egenskapene til niob og tantal bestemmer deres felles tilstedeværelse i de samme mineralene og deltakelse i vanlige geologiske prosesser. Niob kan erstatte titan i en rekke titanholdige mineraler (sfen, ortitt, perovskitt, biotitt). Formen for forekomst av niob i naturen kan være forskjellig: spredt (i steindannende og hjelpemineraler av magmatiske bergarter) og mineral. Totalt er mer enn 100 mineraler som inneholder niob kjent. Av disse er bare noen få av industriell betydning: kolumbitt-tantalitt (Fe, Mn)(Nb, Ta) 2 O 6, pyroklor (Na, Ca, TR, U) 2 (Nb, Ta, Ti) 2 O 6 ( OH, F ) (Nb 2 O 5 0 - 63%), loparitt (Na, Ca, Ce)(Ti, Nb)O 3 ((Nb, Ta) 2 O 5 8 - 10%), euksenitt, torolitt, ilmenorutil brukes noen ganger, samt mineraler som inneholder niob som urenheter (ilmenitt, kassiteritt, wolframitt). I alkaliske - ultramafiske bergarter er niob spredt i mineraler av perovskitttype og i eudialytt. I eksogene prosesser kan niob- og tantalmineraler, som er stabile, akkumuleres i colluvial-alluvial placers (columbitte placers), noen ganger i bauxitter av forvitringsskorpen. Konsentrasjonen av niob i sjøvann er 1×10 −5 mg/l.

2.1. Fødselssted

Niobforekomster er lokalisert i USA, Japan, Russland, Brasil og Canada.

3. Kvittering

Niobmalm er vanligvis komplekse og metallfattige. Malmkonsentrater inneholder Nb2O5: pyroklor - ikke mindre enn 37%, loparitt - 8%, kolumbitt - 30-60%. De fleste av dem behandles ved aluminium eller silikotermisk reduksjon til ferroniob (40-60 % NB) og ferrotantaloniob. Metallisk niob oppnås fra malmkonsentrater ved bruk av kompleks teknologi i tre trinn:

1) åpning av konsentratet, 2) separasjon av niob og tantal og oppnåelse av deres rene kjemiske forbindelser, 3) reduksjon og raffinering av metallisk niob og dets legeringer. Grunnleggende industrielle produksjonsmetoder NB og legeringer - aluminiumtermisk, natriumtermisk, karbotermisk: fra en blanding Nb2O5 og sot oppnås først ved 1800 °C i en hydrogenatmosfære, karbid, deretter fra en blanding av karbid og pentoksid ved 1800-1900 °C i et vakuum - metall; for å oppnå nioblegeringer tilsettes oksider av legeringsmetaller til denne blandingen; i et annet alternativ reduseres niob ved høy temperatur i vakuum direkte fra Nb2O5 sot. Niob reduseres ved natrium termisk metode fra K2NbF7, aluminiumtermisk - aluminium fra Nb 2 O 5. Kompakt metall (legering) produseres ved hjelp av pulvermetallurgiske metoder, ved sintring av stenger presset fra pulver i vakuum ved 2300 °C eller ved elektronstråle- og vakuumbuesmelting; enkeltkrystaller av niob med høy renhet - smelting av elektronstrålesone uten smeltedigel.

4. Fysiske og kjemiske egenskaper

4.1. Fysiske egenskaper

Niob er et skinnende sølvgrått metall med et kubisk kroppssentrert krystallgitter av typen α-Fe, a = 0,3294 nm.

4.2. Kjemiske egenskaper

Kjemisk er niob ganske stabilt. Ved kalsinering i luft oksideres det til Nb 2 O 5 . Omtrent 10 krystallmodifikasjoner er beskrevet for dette oksydet. Ved normalt trykk er β-formen av Nb 2 O 5 stabil.

• Når Nb 2 O 5 er legert med ulike oksider, oppnås niobater: Ti 2 Nb 10 O 29, FeNb 49 O 124. Niobater kan betraktes som salter av hypotetiske niobsyrer. De er delt inn i metaniobater MNbO3, ortoniobater M 3 NbO 4, pyroniobater M 4 Nb 2 O 7 eller polyniobater M 2 O nNb 2 O 5 (M er et enkeltladet kation, n = 2-12). Niobater av dobbelt- og trippelladede kationer er kjent.
• Niobater reagerer med HF, smelter av alkalimetallhydrofluorider (KHF 2) og ammonium. Noen niobater med høyt M 2 O/Nb 2 O 5-forhold hydrolyseres:

6Na3NbO4 + 5H2O = Na8Nb6O19 + 10NaOH.

• Niob danner NbO 2, NbO, en serie oksider mellom NbO 2,42 og NbO 2,50 og nær strukturen til β-formen av Nb 2 O 5.
• Med halogener danner niob pentahalogenider NbHal 5, tetrahalogenider NbHal 4 og fasene NbHal 2.67 - NbHal 3+x, der det er Nb 3 eller Nb 2 grupper. Niobpentahalider hydrolyseres lett av vann.
• I nærvær av vanndamp og oksygen danner NbCl 5 og NbBr 5 oksyhalogenider NbOCl 3 og NbOBr 3 - løse bomullslignende stoffer.
• Når niob og grafitt interagerer, dannes karbidene Nb 2 C og NbC, faste varmebestandige forbindelser. I Nb - N systemet er det flere faser med variabel sammensetning og nitrider Nb 2 N og NbN. Niob oppfører seg på lignende måte i systemer med fosfor og arsen. Når niob interagerer med svovel, oppnås følgende sulfider: NbS, NbS 2 og NbS 3. Doble fluorider Nb og kalium (natrium) - K 2 - er blitt syntetisert.
• Det har ennå ikke vært mulig å isolere niob elektrokjemisk fra vandige løsninger. Elektrokjemisk produksjon av legeringer som inneholder niob er mulig. Metallisk niob kan isoleres ved elektrolyse av vannfrie saltsmelter.

5. Søknad

Bruken og produksjonen av niob øker raskt, noe som skyldes en kombinasjon av egenskaper som ildfasthet, et lite tverrsnitt for termisk nøytronfangst, evnen til å danne varmebestandige, superledende og andre legeringer, korrosjonsmotstand, getteregenskaper, lavelektronarbeidsfunksjon, god bearbeidbarhet under kaldt trykk og sveisbarhet. De viktigste bruksområdene for niob er: rakett, luftfart og romteknologi, radioteknikk, elektronikk, kjemiteknikk, kjernekraft.

5.1. Anvendelser av metallisk niob

• Flydeler er laget av rent niob eller dets legeringer; kledning for uran og plutonium brenselelementer; beholdere og rør; for flytende metaller; deler av elektrolytiske kondensatorer; "varme" armaturer for elektroniske (for radarinstallasjoner) og kraftige generatorlamper (anoder, katoder, gitter, etc.); korrosjonsbestandig utstyr i kjemisk industri.
• Andre ikke-jernholdige metaller, inkludert uran, er legert med niob.
• Niob brukes i kryotroner - superledende elementer i datamaskiner. Niob er også kjent for sin bruk i de akselererende strukturene til Large Hadron Collider.

5.2. Intermetalliske forbindelser og legeringer av niob

• Stannid Nb3Sn og legeringer av niob med titan og zirkonium brukes til fremstilling av superledende solenoider.
• Niob og legeringer med tantal erstatter i mange tilfeller tantal, noe som gir stor økonomisk effekt (niob er billigere og nesten dobbelt så lett som tantal).
• Ferroniob introduseres i rustfritt krom-nikkel stål for å forhindre intergranulær korrosjon og ødeleggelse og i andre typer stål for å forbedre deres egenskaper.
• Niob brukes i preging av samlemynter. Dermed hevder Bank of Latvia at niob brukes sammen med sølv i 1 lat-samlingsmynter.

5.3. Påføring av niobforbindelser

• Nb2O5- katalysator i kjemisk industri;
• i produksjon av ildfaste materialer, cermets, spesialglass, nitrid, karbid, niobater.
• Niobkarbid (smp. 3480 °C) legert med zirkoniumkarbid og uran-235 karbid er det viktigste konstruksjonsmaterialet for brenselsstaver til fastfase kjernefysiske jetmotorer.
• Niobiumnitrid NbN brukes til produksjon av tynne og ultratynne superledende filmer med en kritisk temperatur på 5 til 10 K med en smal overgang i størrelsesorden 0,1 K.

5.4. Første generasjons superledende materialer

• En av de aktivt brukte superlederne (superledende overgangstemperatur 9,25 K). Niobforbindelser har en superledende overgangstemperatur på opptil 23,2 K (Nb 3 Ge).
• De mest brukte industrielle superlederne er NbTi og Nb 3 Sn.
• Niob brukes også i magnetiske legeringer.
• Brukes som legeringsadditiv.
• Niobiumnitrid brukes til å produsere superledende bolometre.
• Den eksepsjonelle motstanden til niob og dets legeringer med tantal i overopphetet cesium-133-damp gjør det til et av de mest foretrukne og billigste strukturelle materialene for termioniske generatorer med høy effekt.

6. Biologisk rolle

6.1. Fysiologisk virkning

Niobmetallstøv er brannfarlig og irriterer øyne og hud. Noen niobforbindelser er svært giftige. MPC for niob i vann er 0,01 mg/l. Ved inntak forårsaker det irritasjon av indre organer og påfølgende lammelse av lemmer.

De fysiske egenskapene til niob Nb er gitt avhengig av temperatur i området fra -223 til 2527°C. Følgende egenskaper av fast og flytende niob vurderes:

• niob tetthet d;
• spesifikk masse varmekapasitet C s;
• termisk diffusivitetskoeffisient en;
• koeffisient for varmeledningsevne λ ;
• elektrisk resistivitet ρ ;
• koeffisient for lineær termisk utvidelse α .

De fysiske egenskapene til niob varierer avhengig av temperatur. Endringen har størst innvirkning på den elektriske resistiviteten til niob. For eksempel, når temperaturen til dette metallet øker fra 0 °C til smeltepunktet, øker resistiviteten med mer enn 8 ganger (til en verdi på 109·10 -8 Ohm·m).

Niob er et duktilt, ildfast metall med et smeltepunkt på 2477°C og en tetthet på 8570 kg/m 3 (ved 20°C). Kokepunktet for niob er 4744°C, gitterstrukturen er kroppssentrert kubisk med en periode på 0,33 nm.

Niobiumtettheten avtar ved oppvarming. Niob i smeltet tilstand har en tetthet betydelig lavere enn i fast tilstand: ved en temperatur på 2477°C er tettheten av flytende niob 7580 kg/m 3 .

Den spesifikke varmekapasiteten til niob ved romtemperatur er 268 J/(kg grader) og øker ved oppvarming. Merk at under smelting endres verdien av denne fysiske egenskapen til niob litt, og i flytende tilstand er dens spesifikke varmekapasitet 1,7 ganger større enn den klassiske verdien 3R.

Den termiske ledningsevnen til niob ved 0°C er 48 W/(m deg), den er nær i størrelse. Temperaturavhengigheten til den termiske konduktivitetskoeffisienten til niob er preget av et flatt minimum i romtemperaturområdet og en positiv temperaturkoeffisient over 230°C. Når niob nærmer seg smeltepunktet, øker dens varmeledningsevne.

Den termiske diffusiviteten til niob har også et svakt minimum nær romtemperaturer og deretter et svakt maksimum ved 900...1500°C. Koeffisienten for termisk lineær utvidelse av niob er relativt lav. Den er sammenlignbar i verdi med ekspansjonskoeffisienten til metaller som wolfram, iridium og.

Fysiske egenskaper til niobtabell

t, °C	d, kg/m 3	C p , J/(kg grader)	a·10 6 , m 2 /s	λ, W/(m grader)	ρ·10 8 , Ohm m	α·10 6, K-1
-223	—	99	—	—	—	2,27
-173	—	202	—	32,1	4,2	4,77
-73	—	254	24,5	32,6	9,71	6,39
0	—	265	23,9	48	13,4	6,91
27	8570	268	23,7	53,5	14,7	7,07
127	8550	274	23,5	55,1	19,5	7,3
227	8530	280	23,9	57,1	23,8	7,5
327	8510	285	23,9	57,9	27,7	7,7
427	8490	289	23,9	58,6	31,4	7,9
527	8470	293	24	59,5	34,9	8,09
627	8450	297	24,2	60,8	38,2	8,25
727	8430	301	24,5	62,2	41,6	8,41
927	8380	311	24,7	64,3	47,9	8,71
1127	8320	322	25	70	54	8,99
1327	8260	335	25	69,2	60	9,27
1527	8200	350	25	71,7	65,9	9,55
1727	8140	366	24,6	73,3	71,8	9,83
1927	8080	384	24	74,5	77,6	10,11
2127	8020	404	24	77,8	83,3	10,39
2327	7960	426	21,7	73,6	89	—
2477	7580	450	18	65	109	—
2527	—	450	17,8	—	—	—

Skinnende sølvgrå metall. Krystallgitteret til niob er kroppssentrert kubisk med parameter a = 3,294 Å. Tetthet 8,57 g/cm3 (20 °C); t pl 2500 °C; kokepunkt 4927 °C; damptrykk (i mm Hg; 1 mm Hg = 133,3 n/m 2) 1 10 -5 (2194 °C), 1 10 -4 (2355 °C), 6 10 -4 (ved smeltetemperatur), 1,10 -3 (2539 °C). Termisk ledningsevne i W/(m·K) ved 0°C og 600°C er henholdsvis 51,4 og 56,2, og det samme i cal/(cm·sek·°C) er 0,125 og 0,156. Spesifikk volumetrisk elektrisk motstand ved 0°C 15,22·10 -8 ohm·m (15,22·10 -6 ohm·cm). Overgangstemperaturen til superledende tilstand er 9,25 K. Niob er paramagnetisk. Elektronarbeidsfunksjon 4.01 eV.

Ren niob bearbeides lett ved trykk i kulde og beholder tilfredsstillende mekaniske egenskaper ved høye temperaturer. Dens strekkfasthet ved 20 og 800 °C er henholdsvis 342 og 312 Mn/m2, det samme i kgf/mm2 34,2 og 31,2; relativ forlengelse ved 20 og 800 °C er henholdsvis 19,2 og 20,7 %. Hardheten til ren niob ifølge Brinell er 450, teknisk 750-1800 Mn/m 2.

Urenheter av visse grunnstoffer, spesielt hydrogen, nitrogen, karbon og oksygen, svekker sterkt duktiliteten og øker hardheten til niob. Dette metallet kan rulles inn i tynn folie. Men, som i tilfellet med titan, tantal og noen andre metaller, er bare metall som ikke inneholder urenheter av oksygen, nitrogen og andre ikke-metaller formbart. Disse urenhetene gjør niob sprø og sprø.

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Godt jobba til nettstedet">

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.

postet på http://www.allbest.ru/

Ural State Mining University

Om emnet: Egenskaper til niob

Gruppe: M-13-3

Student: Mokhnashin Nikita

1. Generell informasjon om elementet

2. Fysiske egenskaper til niob

3. Kjemiske egenskaper til niob

5. Niobiumoksider og deres salter

6. Niobforbindelser

9. Ledende land innen niobproduksjon

1. Generell informasjon om elementet

Menneskeheten har vært kjent med grunnstoffet som opptar den 41. cellen i det periodiske systemet i lang tid. Dets nåværende navn, niob, er nesten et halvt århundre yngre. Det har seg slik at element nr. 41 ble åpnet to ganger. Første gang - i 1801 undersøkte den engelske forskeren Charles Hatchet en prøve av det riktige mineralet sendt til Britisk museum fra Amerika. Fra dette mineralet isolerte han oksidet til et tidligere ukjent grunnstoff. Hatchet kalte det nye elementet columbium, og bemerket dermed dets utenlandske opprinnelse. Og det svarte mineralet ble kalt kolumbitt. Et år senere isolerte den svenske kjemikeren Ekeberg oksidet til et annet nytt grunnstoff fra columbite, kalt tantal. Likheten mellom forbindelsene Columbia og tantal var så stor at de fleste kjemikere i 40 år trodde at tantal og columbium var det samme grunnstoffet.

I 1844 undersøkte den tyske kjemikeren Heinrich Rose prøver av kolumbitt funnet i Bayern. Han oppdaget igjen oksider av to metaller. En av dem var oksidet til det allerede kjente tantalet. Oksidene var like, og for å understreke likheten deres, kalte Rose elementet som danner det andre oksydet niob, etter Niobe, datteren til den mytologiske martyren Tantalus. Imidlertid klarte ikke Rose, i likhet med Hatchet, å skaffe dette elementet i en fri stat. Metallisk niob ble først oppnådd først i 1866 av den svenske forskeren Blomstrand under reduksjonen av niobiumklorid med hydrogen. På slutten av 1800-tallet. ytterligere to måter å skaffe dette elementet på ble funnet. Først fikk Moissan det i en elektrisk ovn, reduserte niobiumoksid med karbon, og deretter var Goldschmidt i stand til å redusere det samme elementet med aluminium. Og kall element nr. 41 in forskjellige land fortsatte på forskjellige måter: i England og USA - med Columbia, i andre land - med niob. International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) satte en stopper for denne kontroversen i 1950. Det ble besluttet å legitimere navnet på grunnstoffet "niobium" overalt, og navnet "columbite" ble tildelt hovedmineralet niob. Formelen er (Fe, Mn) (Nb, Ta)2O6.

Det er ingen tilfeldighet at niob regnes som et sjeldent grunnstoff: det finnes faktisk ikke ofte og i små mengder, og alltid i form av mineraler og aldri i en innfødt tilstand. En interessant detalj: i forskjellige oppslagsverk Clarke (innhold i jordskorpen) niob er annerledes. Dette skyldes hovedsakelig at i i fjor Nye forekomster av mineraler som inneholder niob er funnet i afrikanske land. The Chemist's Handbook, vol. 1 (M., Chemistry, 1963) gir følgende tall: 3,2 10-5% (1939), 1 10-3% (1949) og 2, 4·10-3% (1954). Men de siste tallene er også undervurdert: Afrikanske forekomster oppdaget de siste årene er ikke inkludert her. Likevel er det anslått at omtrent 1,5 millioner tonn metallisk niob kan smeltes fra mineraler fra allerede kjente forekomster.

2. Fysiske egenskaper til niob

Niob er et skinnende sølvgrå metall.

Elementært niob er et ekstremt ildfast (2468°C) og høytkokende (4927°C) metall, meget motstandsdyktig mot mange aggressive miljøer. Alle syrer, med unntak av flussyre, har ingen effekt på den. Oksiderende syrer "passiverer" niob og dekker det med en beskyttende oksidfilm (nr. 205). Men ved høye temperaturer øker den kjemiske aktiviteten til niob. Hvis ved 150...200°C bare et lite overflatelag av metall oksideres, så øker tykkelsen på oksidfilmen betydelig ved 900...1200°C.

Krystallgitteret til niob er kroppssentrert kubikk med parameter a = 3,294A.

Rent metall er formbart og kan rulles til tynne plater (opptil en tykkelse på 0,01 mm) i kald tilstand uten mellomgløding.

Man kan merke seg slike egenskaper til niob som høyt smelte- og kokepunkt, lavere elektronarbeidsfunksjon sammenlignet med andre ildfaste metaller - wolfram og molybden. Den siste egenskapen karakteriserer evnen til elektronemisjon (elektronemisjon), som brukes til bruk av niob i elektrisk vakuumteknologi. Niob har også en høy overgangstemperatur til superledende tilstand.

Tetthet 8,57 g/cm3 (20 °C); smeltepunkt 2500 °C; kokepunkt 4927 °C; damptrykk (i mm Hg; 1 mm Hg = 133,3 n/m2) 1 10-5 (2194 °C), 1 10-4 (2355 °C), 6 10- 4 (ved smeltepunkt), 1·10- 3 (2539 °C).

Ved vanlige temperaturer er niob stabil i luft. Begynnelsen av oksidasjon (misfargingsfilm) observeres når metallet varmes opp til 200 - 300°C. Over 500° skjer rask oksidasjon med dannelse av Nb2O5-oksid.

Termisk ledningsevne i W/(m·K) ved 0°C og 600°C er henholdsvis 51,4 og 56,2, og det samme i cal/(cm·sek·°C) er 0,125 og 0,156. Spesifikk volumetrisk elektrisk motstand ved 0°C er 15,22·10-8 ohm·m (15,22·10-6 ohm·cm). Overgangstemperaturen til superledende tilstand er 9,25 K. Niob er paramagnetisk. Elektronarbeidsfunksjon 4.01 eV.

Ren niob behandles lett ved kaldt trykk og beholder tilfredsstillende mekaniske egenskaper ved høye temperaturer. Dens strekkfasthet ved 20 og 800 °C er henholdsvis 342 og 312 Mn/m2, det samme i kgf/mm234,2 og 31,2; relativ forlengelse ved 20 og 800 °C er henholdsvis 19,2 og 20,7 %. Hardheten til ren Niob ifølge Brinell er 450, teknisk 750-1800 Mn/m2. Urenheter av visse grunnstoffer, spesielt hydrogen, nitrogen, karbon og oksygen, svekker kraftig duktiliteten og øker hardheten til niob.

3. Kjemiske egenskaper til niob

Niob er spesielt verdsatt for sin motstand mot uorganiske og organiske stoffer.

Det er en forskjell i den kjemiske oppførselen til pulverisert metall og klumpmetall. Sistnevnte er mer stabil. Metaller har ingen effekt på det, selv om de varmes opp til høye temperaturer. Flytende alkalimetaller og deres legeringer, vismut, bly, kvikksølv og tinn kan være i kontakt med niob i lang tid uten å endre egenskapene. Selv så sterke oksidasjonsmidler som perklorsyre, aqua regia, for ikke å snakke om salpetersyre, svovelsyre, saltsyre og alle de andre, kan ikke gjøre noe med det. Alkaliløsninger har heller ingen effekt på niob.

Det er imidlertid tre reagenser som kan omdanne metallisk niob til kjemiske forbindelser. En av dem er en smelte av hydroksyd av et alkalimetall:

4Nb+4NaOH+5O2 = 4NaNbO3+2H2O

De to andre er flussyre (HF) eller dens blanding med salpetersyre (HF+HNO). I dette tilfellet dannes fluorkomplekser, hvis sammensetning i stor grad avhenger av reaksjonsbetingelsene. I alle fall er grunnstoffet en del av et anion av type 2- eller 2-.

Tar du pulverisert niob er det noe mer aktivt. For eksempel, i smeltet natriumnitrat antennes det til og med og blir til et oksid. Kompakt niob begynner å oksidere når det varmes opp over 200°C, og pulveret blir dekket med en oksidfilm allerede ved 150°C. Samtidig manifesterer en av de fantastiske egenskapene til dette metallet seg - det beholder sin duktilitet.

I form av sagflis, når det varmes opp over 900°C, brenner det fullstendig til Nb2O5. Brenner kraftig i en strøm av klor:

2Nb + 5Cl2 = 2NbCl5

Ved oppvarming reagerer den med svovel. Det er vanskelig å legere med de fleste metaller. Det er kanskje bare to unntak: jern, som det dannes faste løsninger med forskjellige forhold med, og aluminium, som har forbindelsen Al2Nb med niob.

Hvilke egenskaper av niob hjelper det å motstå virkningen av sterke syrer - oksidasjonsmidler? Det viser seg at dette ikke refererer til egenskapene til metallet, men til egenskapene til dets oksider. Ved kontakt med oksidasjonsmidler oppstår et tynt (derfor umerkelig) men svært tett lag av oksider på metalloverflaten. Dette laget blir en uoverkommelig barriere på veien for oksidasjonsmidlet til en ren metalloverflate. Bare visse kjemiske reagenser, spesielt fluoranion, kan trenge gjennom det. Følgelig er metallet hovedsakelig oksidert, men praktisk talt er resultatene av oksidasjon usynlige på grunn av tilstedeværelsen av en tynn beskyttende film. Passivitet mot fortynnet svovelsyre brukes til å lage en AC-likeretter. Den er utformet enkelt: platina- og niobplater er nedsenket i en 0,05 m svovelsyreløsning. Niob i passivert tilstand kan lede strøm hvis det er en negativ elektrode - en katode, det vil si at elektroner kan passere gjennom oksidlaget bare fra metallsiden. Veien for elektroner ut av løsningen er stengt. Derfor, når vekselstrøm føres gjennom en slik enhet, går bare en fase gjennom, for hvilken platina er anoden og niob er katoden.

niob metall halogen

4. Niob i fri tilstand

Det er så vakkert at de en gang prøvde å gjøre det til smykker: Med sin lysegrå farge ligner niob platina. Til tross for de høye smeltepunktene (2500°C) og kokepunktene (4840°C), kan ethvert produkt enkelt lages av det. Metallet er så formbart at det kan bearbeides i kulde. Det er svært viktig at niob beholder sine mekaniske egenskaper ved høye temperaturer. Riktignok, som i tilfellet med vanadium, reduserer selv små urenheter av hydrogen, nitrogen, karbon og oksygen kraftig duktilitet og øker hardheten. Niob blir sprø ved temperaturer fra -- 100 til -- 200 ° C.

Å skaffe niob i ultraren og kompakt form har blitt mulig med bruk av teknologi de siste årene. Alle teknologisk prosess komplisert og tidkrevende. I utgangspunktet er det delt inn i 4 stadier:

1. oppnå et konsentrat: ferroniob eller ferrotantaloniob;

2. åpning av konsentratet - konvertering av niob (og tantal) til noen uløselige forbindelser for å skille det fra hoveddelen av konsentratet;

3. separering av niob og tantal og fremstilling av deres individuelle forbindelser;

4. produksjon og raffinering av metaller.

De to første stadiene er ganske enkle og vanlige, selv om de er arbeidskrevende. Graden av separasjon av niob og tantal bestemmes av det tredje trinnet. Ønsket om å få så mye niob og spesielt tantal som mulig tvang oss til å finne de nyeste separasjonsmetodene: selektiv ekstraksjon, ionebytting og rektifisering av forbindelser av disse elementene med halogener. Som et resultat oppnås enten oksid eller pentaklorider av tantal og niob separat. På siste etappe Reduksjon med karbon (sot) i en strøm av hydrogen brukes ved 1800°C, og deretter heves temperaturen til 1900°C og trykket reduseres. Karbidet som følge av interaksjon med kull reagerer med Nb2O5:

2Nb2O5 + 5NbC = 9Nb + 5CO3,

og niobpulver vises. Hvis det ikke oppnås et oksid, men et salt som et resultat av å separere niob fra tantal, behandles det med metallisk natrium ved 1000°C og pulverisert niob oppnås også. Derfor, under videre transformasjon av pulveret til en kompakt monolitt, utføres omsmelting i en lysbueovn, og for å oppnå enkeltkrystaller av spesielt rent niob, brukes elektronstråle- og sonesmelting.

5. Niobiumoksider og deres salter

Antall forbindelser med oksygen i niob er lite, betydelig mindre enn i vanadium. Dette forklares med det faktum at i forbindelser som tilsvarer oksidasjonstilstanden +4, +3 og +2, er niob ekstremt ustabilt. Hvis et atom av dette elementet begynner å gi fra seg elektroner, har det en tendens til å gi fra seg alle fem for å avsløre en stabil elektronkonfigurasjon.

Hvis vi sammenligner ioner med samme oksidasjonstilstand til to naboer i gruppen - vanadium og niob - finner vi en økning i egenskaper i retning av metaller. Den sure karakteren til Nb2O5-oksid er merkbart svakere enn den til vanadium(V)-oksid. Den danner ikke syre når den er oppløst. Bare når de er smeltet sammen med alkalier eller karbonater, vises dets sure egenskaper:

Nb2O5 + 3Nа2СО3 = 2Nа3NbO4 + 3С02

Dette saltet - natriumorthoniobat - ligner de samme saltene av ortofosforsyre og ortovanadsyre. I fosfor og arsen er imidlertid ortoformen den mest stabile, og et forsøk på å skaffe ortoniobat i sin rene form mislyktes. Når legeringen behandles med vann, er det ikke Na3NbO4-salt som frigjøres, men NaNbO3-metaniobat. Det er et fargeløst, lite løselig finkrystallinsk pulver i kaldt vann. I niob i høyeste grad av oksidasjon er det følgelig ikke orto-, men metaformen til forbindelsene som er mer stabile.

Blant andre forbindelser av niob (V) oksid med basiske oksider er diniobater K4Nb2O7, som minner om pyrosyrer, og polyniobater (som en skygge av polyfosforsyre og polyvanadiumsyrer) med de omtrentlige formlene K7Nb5O16.nH2O og K8Nb6O1 kjent. De nevnte salter, tilsvarende høyere nioboksid, inneholder dette grunnstoffet som en del av anionet. Formen på disse saltene lar oss vurdere dem som niobderivater. syrer Disse syrene kan ikke oppnås i sin rene form, siden de heller kan betraktes som oksider bundet til vannmolekyler. For eksempel er metaformen Nb2O5. H2O, og orgoformen er Nb2O5. 3H2O. Sammen med denne typen forbindelser har niob andre der det allerede er en del av kationen. Niob danner ikke enkle salter som sulfater, nitrater osv. Ved interaksjon med natriumhydrogensulfat NaHSO4 eller nitrogenoksid N2O4 oppstår stoffer med et komplekst kation: Nb2O2(SO4)3. Kationene i disse saltene ligner vanadiumkationen med den eneste forskjellen at her er ionet femladet, og vanadium har en oksidasjonstilstand på fire i vanadylionet. Det samme kationet NbO3+ er inkludert i sammensetningen av noen komplekse salter. Nb2O5-oksid løses ganske lett i vandig flussyre. Fra slike løsninger kan K2-komplekssaltet isoleres. H2O.

Basert på de vurderte reaksjonene kan vi konkludere med at niob i sin høyeste oksidasjonstilstand kan være en del av både anionene og kationen. Dette betyr at femverdig niob er amfotert, men fortsatt med en betydelig overvekt av sure egenskaper.

Det er flere måter å få Nb2O5 på. For det første samspillet mellom niob og oksygen når det varmes opp. For det andre, kalsinering av niobsalter i luft: sulfid, nitrid eller karbid. For det tredje er den vanligste metoden dehydrering av hydrater. Hydratoksid Nb2O5 utfelles fra vandige saltløsninger med konsentrerte syrer. xH2O. Deretter, når løsningene er fortynnet, dannes det et hvitt oksidutfelling. Dehydrering av Nb2O5 xH2O-sedimentet er ledsaget av frigjøring av varme. Hele massen varmes opp. Dette skjer på grunn av transformasjonen av det amorfe oksidet til en krystallinsk form. Niobiumoksid kommer i to farger. Under normale forhold er den hvit, men ved oppvarming blir den gul. Men så snart oksidet er avkjølt, forsvinner fargen. Oksydet er ildfast (smeltepunkt = 1460°C) og ikke-flyktig.

Lavere oksidasjonstilstander av niob tilsvarer NbO2 og NbO. Den første av disse to er et svart pulver med en blå fargetone. NbO2 oppnås fra Nb2O5 ved å fjerne oksygen med magnesium eller hydrogen ved en temperatur på omtrent tusen grader:

Nb2O5 + H2 = 2NbO2 + H2O

I luft omdannes denne forbindelsen lett tilbake til det høyere oksidet Nb2O5. Dens karakter er ganske hemmelighetsfull, siden oksidet er uløselig i enten vann eller syrer. Likevel tilskrives den en sur karakter på grunnlag av dens interaksjon med varm vandig alkali; i dette tilfellet skjer imidlertid oksidasjon til et femladet ion.

Det ser ut til at forskjellen på ett elektron ikke er så stor, men i motsetning til Nb2O5, leder NbO2-oksid elektrisk strøm. I denne forbindelsen er det åpenbart en metall-metallbinding. Hvis du drar nytte av denne kvaliteten, kan du ved oppvarming med sterk vekselstrøm tvinge NbO2 til å gi fra seg oksygen.

Når oksygen går tapt, blir NbO2 til NbO-oksid, og da spaltes alt oksygenet ganske raskt. Lite er kjent om det lavere nioboksidet NbO. Den har en metallisk glans og ligner i utseende på metall. Leder strøm perfekt. Med et ord, den oppfører seg som om det ikke er oksygen i sammensetningen i det hele tatt. Til og med, som et typisk metall, reagerer det voldsomt med klor når det varmes opp og blir til oksyklorid:

2NbO + 3Cl2=2NbOCl3

Det fortrenger hydrogen fra saltsyre (som om det ikke var et oksid i det hele tatt, men et metall som sink):

2NbO + 6HCl = 2NbOCl3 + 3H2

NbO kan oppnås i ren form ved kalsinering av det allerede nevnte komplekse saltet K2 med metallisk natrium:

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

NbO-oksid har det høyeste smeltepunktet av alle nioboksider, 1935°C. For å rense niob fra oksygen økes temperaturen til 2300 - 2350°C, deretter brytes NbO samtidig med fordampning til oksygen og metall. Raffinering (rengjøring) av metallet skjer.

6. Niobforbindelser

En historie om grunnstoffet ville ikke være komplett uten å nevne dets forbindelser med halogener, karbider og nitrider. Dette er viktig av to grunner. For det første, takket være fluorkomplekser er det mulig å skille niob fra dets evige følgetantal. For det andre avslører disse forbindelsene for oss kvalitetene til niob som et metall.

Interaksjon mellom halogener og metallisk niob:

2Nb + 5Cl2 = 2NbCl5 kan oppnås, alle mulige niobpentahalider.

NbF5 pentafluorid (smelte = 76 °C) er fargeløs i flytende tilstand og i damp. Som vanadiumpentafluorid er det i flytende tilstand polymerisk. Niobatomer er forbundet med hverandre gjennom fluoratomer. I fast form har den en struktur som består av fire molekyler (fig. 2).

Ris. 2. Strukturen til NbF5 og TaF5 i fast form består av fire molekyler.

Løsninger i flussyre H2F2 inneholder forskjellige komplekse ioner:

NbF5 + H2F2 = H2;

NbF5 + H2O = H2

Kaliumsalt K2. H2O er viktig for å skille niob fra tantal fordi det, i motsetning til tantalsalt, er svært løselig.

De gjenværende niobpentahalidene er sterkt fargede: NbCl5 gul, NbBr5 lilla-rød, NbI2 brun. Alle av dem sublime uten nedbrytning i en atmosfære av tilsvarende halogen; i par er de monomerer. Deres smelte- og kokepunkt øker når de går fra klor til brom og jod. Noen av metodene for å fremstille pentahalider er:

Nb2O5+5C+5Cl22NbCl5+5CO;.

2NbCl5+5F22NbF5+5Cl2

Pentahalider løses godt opp i organiske løsemidler: eter, kloroform, alkohol. Imidlertid er de fullstendig spaltet av vann - hydrolysert. Som et resultat av hydrolyse oppnås to syrer - halogenhydrogensyre og niobsyre. For eksempel,

NbCl5 + 4H2O = 5HCl + H3NbO4

Når hydrolyse er uønsket, introduseres noe sterk syre og likevekten i prosessen beskrevet ovenfor skifter mot NbCl5. I dette tilfellet oppløses pentahalidet uten å gjennomgå hydrolyse,

Niobkarbid har fått spesiell takknemlighet fra metallurger. I ethvert stål er det karbon; niob, binder det til karbid, forbedrer kvaliteten på legert stål. Vanligvis, ved sveising av rustfritt stål, har sveisen mindre styrke. Innføring av niob i en mengde på 200 g per tonn bidrar til å rette opp denne mangelen. Ved oppvarming danner niob, før alle andre stålmetaller, en forbindelse med karbon - karbid. Denne blandingen er ganske plastisk og samtidig i stand til å tåle temperaturer opp til 3500°C. Et lag med karbid på bare en halv millimeter tykt er nok til å beskytte metaller og, det som er spesielt verdifullt, grafitt mot korrosjon. Karbid kan oppnås ved å varme opp metall eller niob (V) oksid med karbon eller karbonholdige gasser (CH4, CO).

Niobiumnitrid er en forbindelse som ikke påvirkes av noen syrer og til og med "regia vodka" når den kokes; motstandsdyktig mot vann. Det eneste den kan tvinges til å samhandle med er kokende alkali. I dette tilfellet brytes det ned og frigjør ammoniakk.

NbN-nitrid er lysegrå med en gulaktig fargetone. Den er ildfast (temp. smp. 2300 ° C), har en bemerkelsesverdig egenskap - ved en temperatur nær absolutt null (15,6 K, eller -267,4 ° C), har den superledning.

Av forbindelsene som inneholder niob i en lavere oksidasjonstilstand, er halogenidene best kjent. Alle nedre halogenider er mørke krystallinske faste stoffer (fra mørkerøde til svarte). Deres stabilitet avtar når oksidasjonstilstanden til metallet avtar.

7. Anvendelse av niob i ulike bransjer

Påføring av niob for metallegering

Nioblegert stål har god korrosjonsbestandighet. Krom øker også korrosjonsbestandigheten til stål, og det er mye billigere enn niob. Denne leseren har rett og galt på samme tid. Jeg tar feil fordi jeg glemte én ting.

Krom-nikkel stål, som alle andre, inneholder alltid karbon. Men karbon kombineres med krom for å danne karbid, som gjør stålet sprøere. Niob har større affinitet for karbon enn krom. Derfor, når niob tilsettes stål, dannes nødvendigvis niobkarbid. Stål legert med niob får høye anti-korrosjonsegenskaper og mister ikke sin duktilitet. Den ønskede effekten oppnås når bare 200 g niobmetall tilsettes til et tonn stål. Og niob gir høy slitestyrke til krom-manganstål.

Mange ikke-jernholdige metaller er også legert med niob. Dermed reagerer ikke aluminium, som lett løses i alkalier, med dem hvis det bare tilsettes 0,05 % niob. Og kobber, kjent for sin mykhet, og mange av legeringene ser ut til å være herdet av niob. Det øker styrken til metaller som titan, molybden, zirkonium, og øker samtidig deres varmebestandighet og varmebestandighet.

Nå er egenskapene og egenskapene til niob verdsatt av luftfart, maskinteknikk, radioteknikk, kjemisk industri, kjernekraft. Alle ble forbrukere av niob.

Den unike egenskapen - fraværet av merkbar interaksjon av niob med uran ved temperaturer opp til 1100°C og i tillegg god varmeledningsevne, et lite effektivt absorpsjonstverrsnitt av termiske nøytroner - gjorde niob til en alvorlig konkurrent til metaller som er anerkjent i kjernefysiske anlegg. industri - aluminium, beryllium og zirkonium. I tillegg er den kunstige (induserte) radioaktiviteten til niob lav. Derfor kan den brukes til å lage beholdere for lagring av radioaktivt avfall eller installasjoner for deres bruk.

Den kjemiske industrien bruker relativt lite niob, men dette kan bare forklares med knappheten. Utstyr for produksjon av syrer med høy renhet er noen ganger laget av niobholdige legeringer og, sjeldnere, av niobplate. Niobs evne til å påvirke hastigheten til visse kjemiske reaksjoner brukes for eksempel i syntesen av alkohol fra butadien.

Rakett- og romteknologi ble også forbrukere av element nr. 41. Det er ingen hemmelighet at noen mengder av dette elementet allerede roterer i baner nær jorden. Noen deler av raketter og utstyr ombord av kunstige jordsatellitter er laget av niobholdige legeringer og rent niob.

Bruk av niob i andre industrier

"Varme armaturer" (dvs. oppvarmede deler) er laget av niobplater og stenger - anoder, gitter, indirekte oppvarmede katoder og andre deler av elektroniske lamper, spesielt kraftige generatorlamper.

I tillegg til rent metall, brukes tantalonium-bium-legeringer til samme formål.

Niob ble brukt til å lage elektrolytiske kondensatorer og strømlikerettere. Her brukes niobs evne til å danne en stabil oksidfilm under anodisk oksidasjon. Oksydfilmen er stabil i sure elektrolytter og sender strøm kun i retning fra elektrolytten til metallet. Niob kondensatorer med solid elektrolytt er preget av høy kapasitet med små dimensjoner og høy isolasjonsmotstand.

Niob kondensatorelementer er laget av tynn folie eller porøse plater presset av metallpulver.

Korrosjonsmotstanden til niob i syrer og andre medier, kombinert med høy varmeledningsevne og duktilitet, gjør det til et verdifullt konstruksjonsmateriale for utstyr i kjemisk og metallurgisk industri. Niob har en kombinasjon av egenskaper som oppfyller kravene til kjernekraft for konstruksjonsmaterialer.

Opp til 900°C interagerer niob svakt med uran og er egnet for produksjon av beskyttende skall for uranbrenselelementer i kraftreaktorer. I dette tilfellet er det mulig å bruke flytende metallkjølemidler: natrium eller en legering av natrium og kalium, som niob ikke interagerer med opp til 600 °C. For å øke overlevelsesevnen til uranbrenselelementer er uran dopet med niob (~ 7 % niob). Niobadditivet stabiliserer den beskyttende oksidfilmen på uran, noe som øker motstanden mot vanndamp.

Niob er en komponent i forskjellige varmebestandige legeringer for gassturbiner med jetmotorer. Legering av molybden, titan, zirkonium, aluminium og kobber med niob forbedrer dramatisk egenskapene til disse metallene, så vel som deres legeringer. Det finnes varmebestandige legeringer basert på niob som et strukturelt materiale for deler av jetmotorer og raketter (produksjon av turbinblader, forkanter av vinger, neseender på fly og raketter, rakettskinn). Niob og legeringer basert på det kan brukes ved driftstemperaturer på 1000 - 1200°C.

Niobkarbid er en komponent i noen kvaliteter av wolframkarbidbasert karbid som brukes til å kutte stål.

Niob er mye brukt som legeringsadditiv i stål. Tilsetning av niob i en mengde 6 til 10 ganger høyere enn karboninnholdet i stål eliminerer intergranulær korrosjon av rustfritt stål og beskytter sveiser mot ødeleggelse.

Niob tilsettes også ulike varmebestandige stål (for eksempel til gassturbiner), samt til verktøy- og magnetisk stål.

Niob innføres i stål i en legering med jern (ferroniob), som inneholder opptil 60 % Nb. I tillegg brukes ferrotantaloniob med forskjellige forhold mellom tantal og niob i ferrolegeringen.

I organisk syntese brukes noen niobforbindelser (fluoridkomplekssalter, oksider) som katalysatorer.

Bruken og produksjonen av niob øker raskt, noe som skyldes en kombinasjon av egenskaper som ildfasthet, et lite tverrsnitt for termisk nøytronfangst, evnen til å danne varmebestandige, superledende og andre legeringer, korrosjonsmotstand, getteregenskaper, lavelektronarbeidsfunksjon, god bearbeidbarhet under kaldt trykk og sveisbarhet. De viktigste bruksområdene for niob er: rakett, luftfart og romteknologi, radioteknikk, elektronikk, kjemiteknikk, kjernekraft.

Anvendelser av metallisk niob

Flydeler er laget av rent niob eller dets legeringer; kledning for uran og plutonium brenselelementer; beholdere og rør; for flytende metaller; deler av elektrolytiske kondensatorer; "varme" armaturer for elektroniske (for radarinstallasjoner) og kraftige generatorlamper (anoder, katoder, gitter, etc.); korrosjonsbestandig utstyr i kjemisk industri.

Andre ikke-jernholdige metaller, inkludert uran, er legert med niob.

Niob brukes i kryotroner - superledende elementer i datamaskiner. Niob er også kjent for sin bruk i de akselererende strukturene til Large Hadron Collider.

Intermetalliske forbindelser og legeringer av niob

Nb3Sn-stannide og legeringer av niob med titan og zirkonium brukes til fremstilling av superledende solenoider.

Niob og legeringer med tantal erstatter i mange tilfeller tantal, noe som gir stor økonomisk effekt (niob er billigere og nesten dobbelt så lett som tantal).

Ferroniob introduseres i rustfritt krom-nikkel stål for å forhindre intergranulær korrosjon og ødeleggelse og i andre typer stål for å forbedre deres egenskaper.

Niob brukes i preging av samlemynter. Dermed hevder Bank of Latvia at niob brukes sammen med sølv i 1 lat-samlingsmynter.

Påføring av niobforbindelser

Nb2O5-katalysator i kjemisk industri;

i produksjon av ildfaste materialer, cermets, spesialiteter. glass, nitrid, karbid, niobater.

Niobkarbid (smp. 3480 °C) legert med zirkoniumkarbid og uran-235 karbid er det viktigste konstruksjonsmaterialet for brenselsstaver til fastfase kjernefysiske jetmotorer.

Niobiumnitrid NbN brukes til å produsere tynne og ultratynne superledende filmer med en kritisk temperatur på 5 til 10 K med en smal overgang i størrelsesorden 0,1 K

Niob i medisin

Den høye korrosjonsmotstanden til niob har gjort det mulig å bruke det i medisin. Niobtråder forårsaker ikke irritasjon på levende vev og fester seg godt til det. Rekonstruktiv kirurgi har med hell brukt slike tråder for å sy sammen revne sener, blodårer og til og med nerver.

Bruk i smykker

Niob har ikke bare et sett med egenskaper som er nødvendige for teknologi, men ser også ganske vakkert ut. Juvelerer prøvde å bruke dette hvite skinnende metallet til å lage klokkehylser. Legeringer av niob med wolfram eller rhenium erstatter noen ganger edle metaller: gull, platina, iridium. Det siste er spesielt viktig, siden legeringen av niob med rhenium ikke bare er eksternt lik det metalliske iridium, men er nesten like slitesterk. Dette tillot noen land å klare seg uten dyrt iridium i produksjonen av loddespisser for fyllepennspisser.

8. Niobiumutvinning i Russland

De siste årene har den globale niobproduksjonen vært på nivået 24-29 000 tonn. Det skal bemerkes at verdens niobmarked er betydelig monopolisert av det brasilianske selskapet SVMM, som står for omtrent 85% av verdens niobproduksjon.

Hovedforbrukeren av niobholdige produkter (dette inkluderer først og fremst ferroniob) er Japan. Dette landet importerer årlig over 4 tusen tonn ferroniob fra Brasil. Derfor kan japanske importpriser for niobholdige produkter tas med stor sikkerhet som nær verdensgjennomsnittet. De siste årene har det vært en tendens til at prisene på ferroniob har gått opp. Dette skyldes dets økende bruk for produksjon av lavlegert stål beregnet hovedsakelig for olje- og gassrørledninger. Generelt bør det bemerkes at i løpet av de siste 15 årene har det globale forbruket av niob økt med gjennomsnittlig 4-5 % årlig.

Det er med beklagelse vi må innrømme at Russland er på sidelinjen av niobmarkedet. På begynnelsen av 90-tallet, ifølge Giredmet-spesialister, i tidligere USSR Omtrent 2 tusen tonn niob ble produsert og konsumert (i form av nioboksid). For tiden overstiger forbruket av niobprodukter av den russiske industrien ikke bare 100 - 200 tonn. Det skal bemerkes at det i det tidligere Sovjetunionen ble opprettet betydelige niobproduksjonskapasiteter spredt over forskjellige republikker - Russland, Estland, Kasakhstan. Dette tradisjonelle trekk ved utviklingen av industri i USSR har nå satt Russland i en svært vanskelig situasjon når det gjelder mange typer råvarer og metaller. Niobmarkedet begynner med produksjon av niobholdige råvarer. Hovedtypen i Russland var og er fortsatt loparittkonsentrat produsert ved Lovozersky GOK (nå Sevredmet JSC, Murmansk-regionen). Før Sovjetunionens kollaps produserte bedriften rundt 23 tusen tonn loparittkonsentrat (innholdet av niobiumoksid er omtrent 8,5%). Deretter gikk kraftfôrproduksjonen jevnt ned, i 1996-1998. Selskapet stoppet flere ganger på grunn av manglende salg. Foreløpig er det anslått at produksjonen av loparittkonsentrat ved bedriften er på nivået 700 - 800 tonn per måned.

Det skal bemerkes at bedriften er ganske strengt knyttet til sin eneste forbruker - Solikamsk magnesiumanlegg. Faktum er at loparittkonsentrat er et ganske spesifikt produkt som kun oppnås i Russland. Behandlingsteknologien er ganske kompleks på grunn av komplekset av sjeldne metaller den inneholder (niob, tantal, titan). I tillegg er konsentratet radioaktivt, og det er i stor grad grunnen til at alle forsøk på å komme inn på verdensmarkedet med dette produktet endte forgjeves. Det skal også bemerkes at det er umulig å få ferroniob fra loparittkonsentrat. I 2000, ved Sevredmet-anlegget, lanserte Rosredmet-selskapet en eksperimentell installasjon for prosessering av loparittkonsentrat for å produsere, blant andre metaller, kommersielle niobholdige produkter (niobiumoksid).

Hovedmarkedene for SMZs niobprodukter er ikke-CIS-land: leveranser skjer til USA, Japan og europeiske land. Eksportens andel av totalproduksjonen er over 90 %. Betydelig niobproduksjonskapasitet i Sovjetunionen ble konsentrert i Estland - hos Sillamae Chemical and Metallurgical Production Association (Sillamae). Nå heter det estiske selskapet Silmet. I sovjettiden behandlet bedriften loparittkonsentrat fra Lovoozersk gruve- og prosessanlegg; siden 1992 ble forsendelsen stoppet. Foreløpig behandler Silmet bare et lite volum niobiumhydroksid fra Solikamsk magnesiumanlegg. Selskapet mottar i dag det meste av sine niobholdige råvarer fra Brasil og Nigeria. Ledelsen av foretaket utelukker ikke tilførsel av loparittkonsentrat, men Sevredmet prøver å følge en politikk for å behandle det lokalt, siden eksport av råvarer er mindre lønnsomt enn ferdige produkter.

Skrevet på Allbest.ru

Lignende dokumenter

Konsept og Sammenlignende egenskaper elementer av niob og tantal, trekk ved deres struktur, fysiske og kjemiske egenskaper. Oksider, syrer og deres salter, forbindelser av niob og tantal. Retninger og områder for praktisk anvendelse av elementene som studeres.

kursarbeid, lagt til 25.06.2015


Oksider, syrer, baser, amfoterisitet, salter. Oksider i tre aggregeringstilstander: i fast, flytende og gassformig. Kjemiske egenskaper til syrer. Saltsyre og hydrogenklorid. Amfotere oksider og hydroksyder. Kjemiske egenskaper til salter.

jukseark, lagt til 09/11/2003


Hvor vanlige er oksidforbindelser i naturen? Hvilke oksider danner naturlige mineraler. Kjemiske egenskaper til karbondioksid, karbondioksid, karbon(II)oksid, røde, magnetiske og brune jernmalmer, krom(III)oksid, kalsiumoksid.

presentasjon, lagt til 19.02.2017


Fosfor som grunnstoff og som enkelt stoff: fysiske, kjemiske egenskaper, tilberedning, påføring. Fosforforbindelser: oksider, syrer og deres salter, fosforgjødsel. Den biologiske betydningen av fosfor er en integrert del av menneske-, dyr- og plantevev.

sammendrag, lagt til 18.03.2009


De viktigste metodene for dekomponering av tantalitt og columbite konsentrerer seg med 60-70% flussyre ved oppvarming. Dekomponering av loparittkonsentrater ved klorering og svovelsyremetoder. Fremstilling av kompaktmetalltantal og niob.

kursarbeid, lagt til 03.07.2015


Metallbarium og dets utbredelse i naturen. Fremstilling av bariummetall. Elektrolyse av bariumklorid. Termisk dekomponering av hydrid. Kjemiske og fysiske egenskaper. Applikasjon. Tilkoblinger (generelle egenskaper). Uorganiske forbindelser.

Fysiske og kjemiske egenskaper og elektronisk struktur tinnatomet og dets forbindelser med hydrogen, halogen, svovel, nitrogen, karbon og oksygen. Oksyder og hydroksider av tinn. Redoks prosesser. Elektrokjemiske egenskaper av metall.

kursarbeid, lagt til 07.06.2015


Kort anmeldelse hovedområder for bruk av sjeldne metaller: litium, tantal, niob, gallium, indium, niob, beryllium, neodym og samarium. Utbredt bruk av sjeldne metaller i mikrobrikker, kretskort, datateknologi og i produksjon av solceller.

presentasjon, lagt til 04.08.2013


Betraktning av plasseringen av jern i periodiske tabell Mendeleev. Utforske å være i naturen; rolle i livet til forskjellige organismer. Fysiske og kjemiske egenskaper av metall; strukturen til atomet. Oksider og hydroksyder, grunnleggende kvalitative reaksjoner.

presentasjon, lagt til 03.09.2014


Historie og opprinnelse til navnet på kobber, dets forekomst i naturen. Fysiske og kjemiske egenskaper til elementet, dets hovedforbindelser. Bruk i industrien, biologiske egenskaper. Forekomsten av sølv i naturen og dens egenskaper. Informasjon om gull.