Përdorimi i niobiumit. Prodhimi i niobiumit në Rusi

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Ia vlen të fillohet me faktin se niobiumi është i lidhur pazgjidhshmërisht me një substancë të tillë si tantal. Kjo përkundër faktit se këto materiale nuk u hapën në të njëjtën kohë.

Çfarë është niobium

Çfarë dihet sot për një substancë të tillë si niobium? Bëhet fjalë për një element kimik që ndodhet në grupin e 5-të të tabelës periodike, me numër atomik 41, si dhe masë atomike 92,9. Si shumë metale të tjera, edhe kjo substancë karakterizohet nga një shkëlqim gri në ngjyrë çeliku.

Një nga parametrat fizikë më të rëndësishëm të këtij metali ishte refraktariteti i tij. Kjo është për shkak të kësaj karakteristike që përdorimi i niobiumit është bërë i përhapur në shumë industri. Pika e shkrirjes së kësaj substance është 2468 gradë Celsius dhe pika e vlimit është 4927 gradë Celsius.

Vetitë kimike të kësaj substance janë gjithashtu në nivel të lartë. Karakterizohet nga një nivel i lartë i rezistencës ndaj temperaturave negative, si dhe ndaj mjediseve më agresive.

Produksion

Vlen të përmendet se prania e mineralit që përmban elementin Nb (niobium) është shumë më e madhe se ajo e tantalit, por problemi qëndron në mungesën e përmbajtjes së vetë elementit në këtë mineral.

Më shpesh, për të marrë këtë element, kryhet një proces reduktimi termik, në të cilin përfshihet alumini ose silikoni. Si rezultat i këtij operacioni, përftohen komponimet e ferroniobiumit dhe ferrotantaloniobiumit. Vlen të përmendet se prodhimi i një versioni metalik të kësaj substance kryhet nga i njëjti mineral, por përdoret një teknologji më komplekse. Thurrat e niobiumit dhe materialet e tjera që rezultojnë karakterizohen nga performanca shumë e lartë.

Metodat për marrjen e niobiumit

Aktualisht, një nga zonat më të zhvilluara për marrjen e këtij materiali janë aluminotermike, natriumi-termike dhe karbotermike. Dallimi midis këtyre llojeve qëndron edhe në prekursorët që përdoren për të reduktuar niobiumin. Le të themi se K2NbF7 përdoret në metodën termike të natriumit. Por, për shembull, në metodën aluminotermike, përdoret pentoksidi i niobiumit.

Nëse flasim për metodën karbotermike të marrjes, atëherë kjo teknologji nënkupton përzierjen e Nb me blozën. Ky proces duhet të zhvillohet në një mjedis me temperaturë të lartë dhe hidrogjen. Si rezultat i këtij operacioni, do të merret karabit niobium. Faza e dytë është që mjedisi hidrogjenor zëvendësohet nga një vakum dhe temperatura ruhet. Në këtë pikë, karabit niobiumshtohet oksidi i tij dhe fitohet vetë metali.

Është e rëndësishme të theksohet se midis formave të metalit të prodhuar, niobium në shufra është mjaft i zakonshëm. Ky produkt është i destinuar për prodhimin e aliazhit të bazës metalike, si dhe të produkteve të tjera të ndryshme gjysmë të gatshme.

Mund të prodhohet edhe një shkop i këtij materiali, i cili ndahet në disa kategori në varësi të pastërtisë së substancës. Sasia më e vogël e papastërtive gjendet në shufrën e etiketuar NBSh-00. Klasa NBSh-0 karakterizohet nga një prani më e lartë e elementëve të tillë si hekuri, titani dhe silikoni tantal. Kategoria që ka shkallën më të lartë të papastërtive është NBSh-1. Mund të shtohet se niobiumi në shufra nuk ka një klasifikim të tillë.

Metodat alternative të prodhimit

Metodat alternative përfshijnë shkrirjen e zonës së rrezeve elektronike pa enë. Ky proces bën të mundur marrjen e kristaleve të vetme të Nb. Thurrat e niobiumit prodhohen duke përdorur këtë metodë. I përket metalurgjisë pluhur. Përdoret për të marrë fillimisht një aliazh të këtij materiali, dhe më pas mostrën e tij të pastër. Prania e kësaj metode ka bërë që reklamat për blerjen e niobiumit të jenë mjaft të zakonshme. Kjo metodë bën të mundur përdorimin jo të vetë mineralit, i cili është mjaft i vështirë për t'u nxjerrë, ose të një koncentrati prej tij, por të lëndëve të para dytësore për të marrë metal të pastër.

Një tjetër metodë alternative e prodhimit është niobiumi me rrotullim. Vlen të përmendet se shumica e firmave të ndryshme japinpreferenca për të blerë shufra, tela ose llamarina.

Rrotulluar dhe petë

Folja nga ky material është një produkt gjysëm i gatshëm mjaft i zakonshëm. Është fleta më e hollë e mbështjellë e kësaj lënde. Kjo lëndë e parë përdoret për prodhimin e disa produkteve dhe pjesëve. Fleta e niobiumit përftohet nga lëndët e para të pastra me rrokullisje të ftohtë Nb. Produktet që rezultojnë karakterizohen nga tregues të tillë si rezistenca e lartë ndaj korrozionit, mjediset agresive dhe temperaturat e larta. Rrotullimi i niobiumit dhe shufrave të tij jep gjithashtu karakteristika të tilla si rezistencë ndaj konsumit të produktit, duktilitet të lartë dhe përpunueshmëri të mirë.

Produktet e marra në këtë mënyrë përdoren më shpesh në fusha të tilla si prodhimi i avionëve, shkenca e raketave, mjekësia (kirurgjia), inxhinieria radio, inxhinieria elektrike, energjia bërthamore, energjia bërthamore. Fleta e niobiumit paketohet në bobina dhe ruhet në një vend të thatë, të mbrojtur nga lagështia, si dhe në një vend të mbrojtur nga ndikimet mekanike nga jashtë.

Aplikim në elektroda dhe aliazhe

Përdorimi i niobiumit është shumë i përhapur. Mund të përdoret, si kromi dhe nikeli, si një material që është pjesë e lidhjes së hekurit që përdoret për të bërë elektroda. Për shkak të faktit se niobium, si tantal, është në gjendje të formojë një karabit super të fortë, ai shpesh përdoret për të prodhuar lidhje super të forta. Ju mund të shtoni atë që po provohet aktualisht me këtë materialpërmirëson vetitë e lidhjeve që rrjedhin nga metalet me ngjyra.

Meqenëse niobium është një lëndë e parë e aftë për të krijuar elementë karabit, ai, ashtu si tantal, përdoret si një përzierje aliazh në prodhimin e çelikut. Duhet të theksohet se për një kohë të gjatë përdorimi i niobiumit si një papastërti ndaj tantalit konsiderohej një efekt negativ. Megjithatë, sot mendimi ka ndryshuar. U zbulua se Nb mund të veprojë si zëvendësues i tantalit dhe me sukses të madh, sepse për shkak të masës atomike më të ulët, mund të përdoret më pak substancë, duke ruajtur të gjitha tiparet dhe efektet e vjetra të produktit.

Aplikacione elektrike

Vlen të theksohet se përdorimi i niobiumit, ashtu si tantali i tij vëlla, është i mundur në ndreqës, për faktin se ato kanë vetinë e përçueshmërisë unipolare, pra këto substanca kalojnë rrymë elektrike vetëm në një drejtim.. Është e mundur të përdoret ky metal për të krijuar pajisje të tilla si anoda, të cilat përdoren në gjeneratorë me fuqi të lartë dhe tuba përforcues.

Është shumë e rëndësishme të theksohet se përdorimi i niobiumit ka arritur në industrinë e energjisë bërthamore. Në këtë industri, produktet e prodhuara nga kjo substancë përdoren si materiale strukturore. Kjo është bërë e mundur sepse prania e Nb në pjesë i bën ato rezistente ndaj nxehtësisë dhe gjithashtu u jep atyre cilësi të larta të rezistencës kimike.

Karakteristikat e shkëlqyera fizike të këtij metali kanë çuar në faktin se ai përdoret mjaft gjerësisht në teknologjinë e raketave, në jetavionë, në turbina me gaz.

Prodhimi i niobiumit në Rusi

Nëse flasim për rezervat e këtij minerali, atëherë janë rreth 16 milionë tonë në total. Depozita më e madhe, që zë afërsisht 70% të vëllimit të përgjithshëm, ndodhet në Brazil. Në territorin e Rusisë, rreth 25% e rezervave të këtij minerali ndodhen. Ky tregues konsiderohet një pjesë e rëndësishme e të gjitha rezervave të niobiumit. Depozita më e madhe e kësaj substance ndodhet në Siberinë Lindore, si dhe në Lindjen e Largët. Deri më sot, kompania Lovozersky GOK është e angazhuar në nxjerrjen dhe prodhimin e kësaj substance në territorin e Federatës Ruse. Mund të shihet se kompania Stalmag ishte gjithashtu e angazhuar në prodhimin e niobiumit në Rusi. Po zhvillonte vendburimin tatar të këtij minerali, por u mbyll në vitin 2010.

Mund të shtohet gjithashtu se fabrika e magnezit Solikamsk është e angazhuar në prodhimin e oksidit të niobiumit. Ata e marrin atë duke përpunuar koncentratin loparit. Kjo ndërmarrje prodhon nga 400 deri në 450 tonë të kësaj lënde, pjesa më e madhe e së cilës eksportohet në vende si SHBA dhe Gjermani. Një pjesë e oksidit të mbetur shkon në Uzinën Mekanike Chepetsky, e cila prodhon niobium të pastër dhe lidhjet e tij. Ka kapacitete të konsiderueshme që lejojnë prodhimin deri në 100 tonë material në vit.

Metali niobium dhe kostoja e tij

Pavarësisht se shtrirja e kësaj substance është mjaft e gjerë, qëllimi kryesor është industria hapësinore dhe bërthamore. Për këtë arsye, Nb klasifikohet si një material strategjik.

Parametrat kryesorë qëndikojnë në koston e niobiumit:

• pastërtia e aliazhit, një sasi e madhe papastërtish ul çmimin;
• formulari i dorëzimit të materialit;
• vëllimet e materialit të furnizuar;
• vendndodhja e pikës së marrjes së xehes (rajone të ndryshme kanë nevojë për sasi të ndryshme të elementit, dhe për këtë arsye çmimi për të është i ndryshëm).

Lista e përafërt e çmimeve të materialeve në Moskë:

• klasa e niobiumit NB-2 kushton midis 420-450 rubla për kg;
• patate të skuqura niobium kushtojnë nga 500 në 510 rubla për kg;
• Stab NBSh-00 kushton nga 490 në 500 rubla për kg.

Vlen të theksohet se, pavarësisht kostos së madhe të këtij produkti, kërkesa për të është vetëm në rritje.