Основы ниобия

Ниобий — серебристо-серый металл, который слегка синеет под воздействием воздуха комнатной температуры. Его внешний вид похож на полированную сталь или платину.

Это переходный металл, принадлежащий к V группе Периодической таблицы, с атомным весом 92,9064 и атомным символом Nb. Он имеет 28 изотопов с известными периодами полураспада и массовыми числами от 83 до 110. Природный ниобий является его стабильным изотопом ниобием 93.

Ниобий также является тугоплавким металлом. Тугоплавкие металлы представляют собой особую группу металлов, которые сохраняют свою твердость и прочность даже при воздействии высоких температур и обладают рядом других уникальных свойств, которые делают их полезными для ряда производственных процессов. Другие тугоплавкие металлы включают:

Вольфрам (Ж)
Молибден (Мо)
Тантал (Та)
Рений (Ре)
Титан (Ti)
Несколько других экзотических металлов
Ниобий не может быть найден в природе один. Вместо этого он встречается в группе минералов, известной как группа колумбит-танталит. Помимо очевидного колумбита-танталита, в эту группу входят пирохлор, пироксен, танталит и колумбит, также известный как колумбит. Было обнаружено, что большие количества ниобия связаны с углеродосиликатными породами (также известными как карбонатиты) и ниобатом натрия и кальция. Некоторые из крупнейших известных месторождений расположены в Канаде, Бразилии, России, Нигерии и Демократической Республике Конго.

Эти минералы также часто содержат тантал. Ниобий и тантал имеют много общих свойств, но есть одно существенное различие. Тантал примерно в два раза тяжелее ниобия.

Ниобия также в 10 раз больше, чем тантала в земной коре. Его содержание в земной коре составляет около 17 частей на миллион по весу или 3,7 частей на миллион по молю. Это значит, что ниобия в земной коре больше, чем свинца, но меньше, чем меди. Стоимость за 100 грамм составляет около 18 долларов.

Процесс производства ниобия довольно сложен, главным образом потому, что его необходимо отделить от тантала.

Ниобий можно отделить от этих других веществ, образовав оксид и затем восстановив его водородом и углеродом. В процессе разделения используются растворители для извлечения элементов в жидкостно-жидкостном процессе, а затем осаждается ниобий. Затем переработчик должен обжечь его до пентаоксида ниобия (Nb2O5), который затем превращается в порошок с помощью процессов гидрирования и металлотермии. Вакуумное спекание или электронно-лучевая плавка дополнительно уплотняют и очищают порошок.

Другой метод получения ниобия включает электролиз расплавленных солей или восстановление фторсодержащих комплексов химически активными металлами.

Перед использованием ниобий обычно легируют металлами, включая железо, никель и кобальт.