niobiyning xususiyatlari. Niobiyning metallurgiya va sanoatda qo'llanilishi

Ijtimoiy-iqtisodiy va gumanitar fanlar

UDC 553,98 " = ."

ROSSIYADA NIOBIY KAZILISHI

G.Yu. Boyarko*, V.Yu. Xatkov**

, * Tomsk politexnika universiteti

** Rossiya Federatsiyasi hukumati apparati. ""

Rossiyada niobiy qazib olish Lovozero konida (Murmansk viloyati) loparit kontsentrati shaklida va Tatar konida (Krasnoyarsk o'lkasi) piroxlor kontsentrati shaklida amalga oshiriladi va qayta ishlash Solikamsk magniyda amalga oshiriladi. (Perm viloyati) "va Klyuchevskoy ferroqotishma (Sverdlovsk viloyati) zavodlari. Rossiyaning niobiy iste'molchilarining tog'-kon sanoati korxonalari bilan vertikal integratsiyalashuvi natijasida niobiy mahsulotlari importiga bog'liqlik bartaraf etildi. Bu ishlab chiqarishni jalb qilish mumkin. yangi noyob tuproq-niobiy koni Tomtor (Saxa-Yakutiya Respublikasi) va Yetikinskoye tantal-niobiy konida (Chita viloyati) oldingi ishlab chiqarish darajasini tiklash.Braziliyalik niobiy ishlab chiqaruvchilarning tabiiy monopoliyasi tufayli Rossiya niobiy qazib olish korxonalari diqqat markazida bo'lishi kerak. asosan Rossiya, Ukraina, Qozog'iston va Xitoyning metallurgiya bozorida.

Niobiy yuqori egiluvchanligi, korroziyaga chidamliligi, yaxshi payvandlanishi va past termal neytronni ushlab turish kesimiga ega bo'lgan og'ir o'tga chidamli metalldir. Bu issiqlikka chidamli va o'ta o'tkazuvchan qotishmalarning bir qismidir va niobiy bilan qotishma po'latlar yuqori mustahkamlik va sezilarli egiluvchanlikka, sovuqqa va korroziyaga chidamliligiga ega. Niobiyning asosiy iste'moli quvur mahsulotlarini ishlab chiqarishga to'g'ri keladi katta diametri past qotishmali (0,07...0,08% No)) po'latlardan yasalgan magistral quvurlar uchun. Kam qotishmali niobiy poʻlatlar qurilish konstruksiyalari, koʻprik qurilishi, yoʻl va togʻ-konsozlik, aviatsiya va avtomobilsozlik sanoatida, neftni chuqur burgʻulash uchun asbob-uskunalar, kimyo va neft-kimyo sanoati uchun uskunalar va boshqalar ishlab chiqarishda qoʻllaniladi. Qalay, titan va tsirkonyum bilan niobiy qotishmalari magnit separatorlar, zarrachalar tezlatgichlari va MHD generatorlarida ishlatiladigan kuchli elektromagnitlar uchun supero'tkazuvchi solenoidlarni ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi. Litiy va qo'rg'oshin niobatlarining sintetik monokristallari optik panjurlar va akustoelektronik qurilmalarda qo'llaniladi. Niobiyning jahon iste'moli hajmi yiliga 25 ... 26 ming tonnani tashkil etadi va uning har yili 2 ... 2,5% ga aniq o'sishi kuzatiladi. Niobiyni iste'mol qilish bo'yicha etakchilar Yaponiya (jahon talabining 30%), AQSh (taxminan 25%) va Evropa Ittifoqi mamlakatlari. Niobiy mahsulotlarining narxlari jadvalda ko'rsatilgan. G

Niobiy gidrometallurgik va pirometallurgik usullar bilan niobiy minerallari - piroxlor (NaCaNb206F) (dunyo ta'minotining 90% gacha), kolumbit-tantalit ((Fe,Mn)(Nb,Ta)206) (5% gacha) konsentratlaridan olinadi. ) va loparit (( Ca,TR)(Ti,Ta,Nb)02) (faqat Rossiyada). Ularni qayta ishlash jarayonida tantal yo'lda olinadi (Ta / Nb = 1/10 ga nisbatan), loparitdan nodir tuproq metallari va titan ham olinadi.

Niobiyning jahon ishlab chiqarishi 25,7 ming tonnani tashkil etadi (2002), uning 22 ming tonnasi ishlab chiqarishda tabiiy monopolist hisoblangan Braziliyaning Companhia Brasileira de Metalurgia e Minera^So Cia Brasileira de Metalurgia Minera?ao (CBMM) kompaniyasiga to‘g‘ri keladi. piroxlor konsentratlari, ferroniobiy (yiliga 18 ming tonnagacha), niobiy me-

Jadval. Niobiy (va tegishli tantal) mahsulotlari uchun narxlar

Tovar mahsulotlari Narxlar, kg boshiga AQSH dollari

Piroxlor konsentrati (N^05 bo'yicha) 6,0...6,5

Kolumbit konsentrati (N1^05 bo'yicha) 6,5...7,0

Tantalit konsentrati (Ta205 hisobida) 65.. /75

Loparit konsentrati 1,1-

Ferroniobiy 14,5...15,5

Niobiy metall 14,0.. L 4,5

Tantal kukuni. ■ 200...230

Tantal metall 200...210

talk va tantal. U Arasha karbonatit massivida (Amazonas shtati) o'rtacha 2,5% Nb205 (4,3 milliard tonna ruda) va 4,3% Nb205 (30 million tonna ruda) bo'lgan Pitanga qalay konida mintaqaviy nurash qobig'ini qazib oladi. CBMM konsentratlarining bir qismi yiliga 3,5 ming tonnagacha ferroniobiy ishlab chiqaradigan Catalao de Goäis (Mineralo Cataloa) konsolidatsiyalangan kompaniyasi tomonidan qayta ishlanadi. Braziliya hududida qo'riqxona sifatida milliy bog Pico da Neblina - Seis Lagos konidir, zaxirasi 2,9 milliard tonna rudaga ega, o'rtacha Nb205 darajasi 2,8%. Kanadada niobiy rudalari Sen-Onore konida (Niobik koni, Kvebek) o'rtacha Nb205 miqdori 0,6% ni tashkil qiladi. Rudalar qazib olinadi va konsentratlar ikki firma - Teck Corp tomonidan qayta ishlanadi. va 2002 yilda jahon bozoriga 3,2 ming tonna ferroniobiy yetkazib bergan Cambior Inc. Avstraliyada (Yashil butalar koni), Nigeriyada (Jo platosi), Mozambikda (Mbeya), Zambiyada (Luesh) va Kongoda (Manono-Kitololo) juda oz miqdorda turli xil niobiy mahsulotlari (asosan piroxlor konsentratlari) ishlab chiqariladi.

Rejali iqtisodiyot davrida SSSR 2000 tonnagacha niobiy mahsulotlarini (niobiy oksidi bo'yicha) qazib oldi va ishlab chiqardi, ishlab chiqarish bo'yicha uchinchi (Braziliya va Kanadadan keyin) va iste'mol bo'yicha to'rtinchi (Yaponiyadan keyin) AQSh va Germaniya). Yagona iqtisodiy makon MDH milliy anklavlariga parchalanib ketganidan so‘ng nodir metallar sanoatining texnologik zanjiri uzilib, uning ayrim qismlari foydasiz bo‘lib qoldi. Natijada, Rossiya iste'molchilari yiliga 100...200 tonna niobiy qotishmalarini eksport qilish orqali (asosan Braziliyadan) niobiyga bo'lgan ehtiyojlarini qondirishga majbur bo'ldilar.

Rossiyada saqlanib qolgan yagona tog'-kon korxonasi Murmansk viloyati, Revdinskiy tumani, Lovozero qishlog'idagi "Shimoliy nodir metallar" OAJ (sobiq Lovozerskiy GOK) va uning qazib olish operatori - Karnasurt va Umbozero konlaridagi "Lovozero tog'-kon kompaniyasi" OAJdir. Bu yerda zahiralari boʻyicha yagona boʻlgan (Nb205 miqdori kam – atigi 0,24%) boʻlgan Lovozero nodir-niobiy-tantal konida loparitli nefelinli sienitlardan yiliga 25 ming tonnagacha loparit konsentrati qazib olindi. , tarkibida 6 ... 5% Ta, 36...38% TR va 38...42% Ti mavjud. 10 ming tonnagacha loparit kontsentrati "Solikamsk magniy zavodi" OAJda (asosiy egasi "Rossiya o'sish fondi" QK) qayta ishlanadi, bu erda niobiy gidroksid xlorlash yo'li bilan olinadi, bu metall niobiy ishlab chiqarish uchun o'rta mahsulotdir (Irtishda). Ust-Kamenogorskdagi kimyo-metallurgiya zavodi, Qozog'iston). Hozirgi vaqtda Solikamsk magniy zavodi har yili 700 ... 750 tonna niobiy oksidi va 70 ... 80 tonna tantal oksidi ishlab chiqaradi, ular to'liq ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

port. Qolgan 10 ... 12 ming. tloparit konsentrati ilgari A5>Snte1da (Silla-mäe, Estoniya) sulfat sxemasiga muvofiq metall niobiy va ferroniobiyga qayta ishlangan. Hozirgi vaqtda SPte1 loparit xom ashyosini sotib olishni to'xtatdi va Braziliya va Nigeriyadan texnologik jihatdan ilg'or piroxlor konsentratlariga o'tdi. Shunga ko‘ra, “Sevredmet” korxonasida loparit konsentrati ishlab chiqarish ham pasayib (8...10 ming tonnagacha) bu korxonani bankrotlik yoqasiga olib keldi. 2000 yilda ferroniobiy ishlab chiqarish bilan o'zining gidrometallurgiya ishlab chiqarishini tashkil etishga urinish zarur investitsiyalar (100 million AQSh dollari) etishmasligi tufayli muvaffaqiyatli bo'lmadi. Hozirgi vaqtda "Sevredmet" OAJning egasi FTK (Moliya, Texnologiya, Konsalting) YoAJ (Moskva), Solikamsk magniy zavodining hammuallifi (14% aktsiyalar), ammo mavjud cheklangan vaziyatdan chiqishning haqiqiy yo'li yo'q. loparit xomashyosiga talab. Irtish kimyo-metallurgiya zavodi ham bankrot bo'lish arafasida edi va 1996 yilga kelib niobiy mahsulotlarini ishlab chiqarishni to'xtatdi, ammo 2000 yilda undan "KazNiobiy IHMZ" MChJning qobiliyatli bo'linmasi paydo bo'lib, u 60 ... 80 tonnagacha ishlab chiqarishni boshladi. yiliga metall niobiy, xom ashyo sifatida Solikamskiy niobiy gidroksididan foydalangan holda. MDHda tantal o'rta mahsulotlarini qayta ishlash "Ulba metallurgiya zavodi NAKKazatomprom" OAJda (Ust-Kamenogorsk, Qozog'iston Respublikasi) amalga oshiriladi, bu erda niobiydan mahsulotlar - kukun, quyma, prokat ishlab chiqariladi.

Ilgari boyroq rudalarda ishlagan boshqa Rossiya korxonalari XX asrning 90-yillariga kelib, ularni qayta ishladilar va bozor iqtisodiyotiga o'tish davrida o'zlarining norentabel ishlab chiqarishlarini yopdilar. Bular Vishnevogorsk kon boshqarmasi (Chelyabinsk viloyati), xuddi shu nomdagi konni o'zlashtirgan Malyshevskoye RU (Sverdlovsk viloyati), Lipovy yaylovi, Orlovskiy GOK (Chita viloyati) nodir metallar pegmatitlari konini to'liq ishlab chiqdi. Orlovskoye konini ishlab chiqqan va Zavitkovskiy va Etikinskiy konlarida qazib olishni to'xtatgan Zabaykalskiy GOK (Chita viloyati). Ushbu korxonalarning piroxlorid va kolumbit-tantalit kontsentratlari Klyuchevskoy ferroqotishma zavodida (Sverdlovsk viloyati, Sysert tumani, Dvurechensk posyolkasi) qayta ishlanib, ulardan ferroniobiy va niobiy ligaturalari ishlab chiqarildi.

Rossiyada noyob metall sanoatini tiklash niobiy iste'molchilari - Severstal OAJning Cherepovets metallurglari (Cherepovets, Vologda viloyati) tashabbusi bilan amalga oshirildi. Eksportning niobiyga qaramligini bartaraf etish maqsadida ushbu xolding “Stalmag” OAJning (Krasnoyarsk) shu nomdagi karbonatit massividagi tatar vermikulit-niobat-fosfor konining nurash qobig'idan piroxlor kontsentratlarini qazib olish bo'yicha sho'ba korxonasini tashkil etdi.

Motyginskiy tumanida qurilgan Krasnoyarsk o'lkasi|9|. 2000 t oxirida. mazkur konda yiliga 90 ming tonnagacha rudani qayta ishlash quvvatiga ega birlamchi boyitish zavodi ishga tushirildi. Olingan konsentratdan yiliga 150:..200 t ferroniobiy ishlab chiqariladi va u Klyuchevskiy ferroqotishma zavodiga yetkazib beriladi. Ikkinchi bosqichning ishga tushirilishi bilan konning unumdorligi ikki barobar ortadi,

2001 yilda "Zabaykalskiy GOK" OAJ (Chita viloyati, Shilkinskiy tumani, Pervomayskiy qishlog'i) o'tgan yillar ftorit va oltin qazib olish, Etikinskiy massivining nodir metall granitlarida Etikinskoe tan-tal-niobiy-qalay konini qazib olish qayta tiklandi. Rudalarda tantalning o'rtacha miqdori 0,031%, niobiy - 0,1%, qalay - 0,2%. 2001 yilda 40 t tantal, 60 t niobiy, 100 t qalay (metall boʻyicha) qazib olindi. 2005 yilga kelib ishlab chiqarish quvvatini 5 barobar oshirish rejalashtirilgan. Pervomayskiy qishlog'ida Zabaykalskiy GOK negizida kaliy florotantalat va niobiy pentoksid ishlab chiqaradigan gidrometallurgiya sexi qurilmoqda. Kimdan: Etykinskiy rudalari, litiy konsentratlari rudalarda o'rtacha Li20 - 0,11% bilan ham olinishi mumkin. davlat dasturi"Litiy, berilliy, tantal, qalay, niobiy (LIBTON) qazib olish, ishlab chiqarish va iste'mol qilish" shuningdek, Zabaykalskiy GOK tomonidan Za-vitinskiy litiy-niobiy spodumen pegmatitlari konida ishlab chiqarishni qayta tiklash rejalashtirilgan.

rudalardagi o'rtacha miqdori Ta205 -0,0139% va No>205 -0,02% bo'lgan qo'shimcha mahsulotlar.

"Alrosa" YoAJ (Mirniy, Saxa-Yakutiya Respublikasi) olmos biznesini diversifikatsiya qilish dasturiga muvofiq, zaxiralari va zaxiralari jihatidan noyob bo'lgan Tomtor niobiy-noyob er konini, Burni uchastkasini o'zlashtirish uchun tog'-kon loyihasini tayyorlamoqda. rudalarning sifati, Saxa-Yakutiya Respublikasining Olenekskiy Ulusida. Konning ushbu bo'lagi Tomtor karbonatit massivining nurash qobig'ining yuvilishi natijasida hosil bo'lgan yaqin driftli ko'l yotqizgichidir. Bu erda Lib2O5 ning o'rtacha miqdori 6,71%, Y - 0,59%, ST11 - 9,53%. Burny saytini rivojlantirish loyihasi 13,73 ming m 203, Eu203, 8s203 tosh massasini qayta ishlashning dastlabki yillik hajmini rejalashtirmoqda. Kelgusida qazib olish quvvatini 30 ming m3 rudaga yetkazish va 205-sonli hisobda 2000 tonnagacha piroxlor kontsentrati ishlab chiqarish rejalashtirilgan.

Kichik tajriba ishlab chiqarish korxonasi Irkutsk viloyatining Tulunskiy tumanidagi Beloziminskiy niobiy fosfat konini (1984-1986) o'rganish paytida mavjud edi. Ruda tuzilmalari karbonatitlar (tarkibida 0,24% Ni > 205) ustidagi nurash qobig'ini ifodalaydi, ularning boy bloklarida, Main va Yagodniy hududlarida Mb2O5 ning o'rtacha miqdori mos ravishda 1,06 va 1,39% ni tashkil qiladi. Biroq, orqali

Chizma. Niobiyning joylashishi. konlar va niobiy qazib olish va qayta ishlash kompaniyalari.

1) niobiy konlari ■2) niobiy qazib oluvchi kompaniyalar xoldinglari; 3~5) konlar: 3) ishlayotgan, 4) ishlab chiqarishga kiritilgan, 5) yopilgan yoki to‘xtatilgan; 6) qayta ishlash korxonalari

bu tajribalarda Nb205 ning ekstraktsiyasi 30% dan oshmadi. Fosfat (apatit + frankolit) konsentratini Beloziminsk rudalaridan bog'langan xomashyo sifatida olish mumkin, rudalardagi dastlabki P205 miqdori 11,25% ni tashkil qiladi.

2000 yilda tugatilgan Orlovskiy GOK negizida yangi korxona - "Novo-Orlovskiy GOK" OAJ (Chita viloyati, Aginskiy tumani, Novoorlovskiy qishlog'i), 1-sonli tajriba-qayta ishlash zavodi va qayta ishlashning tantal uchastkasi tashkil etildi. 5190 t Vt, 550 t Nb va 440 t Ta ni o'z ichiga olgan Orlovskiy GOKning volfram ishlab chiqarish kompleksi) № 2 zavod tiklandi. Tantal va niobiyning taxminiy hosildorligi - yiliga 10...20 t gacha.

Klyuchevsk ferroqotishma zavodida tantal va niobiyni olish uchun "Novosibirsk qalay zavodi" OAJning qalay eritmalaridan shlak vaqti-vaqti bilan qayta ishlanadi. Yillik sotish bo'yicha Novosibirsk qalay zavodining xom ashyosidan niobiy va tantal ishlab chiqarish bir necha tonnadan oshmadi.

Rossiyadagi boshqa niobiy va tantal-niobiy konlaridan quyidagilarni ta'kidlash kerak:

Bolshetagninskoye fosfor-niobiy koni, Belo-Ziminskoye konidan (Irkutsk viloyati) 12 km g'arbda joylashgan va xuddi shu nomdagi karbonatit massivining kaltsit-mikroklin karbonatitlari bilan chegaralangan. Rudalarda Nb205 ning o'rtacha miqdori 1,02% ni tashkil qiladi.

Sredneziminskoye zarar-niobiy-fosfor koni, Belo-Ziminskoye konidan (Irkutsk viloyati) 18 km janubda joylashgan va kaltsit-mikroklin karbonatitlari bilan bog'liq. Rudalarda Nb205 ning oʻrtacha miqdori 0,10...0,18%, uran 0,02% gacha, fosfor 2,5...3,5%. Kon muammoli, birinchi navbatda foydali komponentlarning past konsentratsiyasi va rudalarning yuqori radioaktivligi bilan bog'liq.

Vuoriyarvinskiy niobiy konining Neske-Vara uchastkasi Murmansk viloyatining Kandalakshinskiy tumanida joylashgan. U kattalikni ifodalaydi

Baddeleyit va piroxlorning tarqalishi bilan apatit-magnetit tarkibidagi ruda bloki. Sayt rudalarida Nb2O ning o'rtacha miqdori 0,53%, Ta205 - 0,017% ni tashkil qiladi. Kon apatit va badzeleit (Zr va TR o'z ichiga olgan) kontsentratlarini ishlab chiqarish bilan bog'liq temir rudalarini qazib oladigan "Kovdorskiy GOK" OAJ korxonasiga yaqin joyda joylashgan. Kon kichik - atigi 6,2 ming tonna Nb205 va 200 tonna Ta205, ammo bu rudalar Kovdorskiy GOKning texnologik zanjiriga to'g'ri keladi va bu ob'ektni osongina ishga tushirish mumkin.

Ulugʻ-Tanzek niobiy-noyob tuproq koni (Tiva Respublikasi) rudali (piroxlor, kolumbit-tantalit, sirkon, litiy, berilliy va nodir yer minerallari) kvarts-albit-mikroklin metasomatitlarining minerallashgan zonasi. Kon XX asrning 90-yillarida baholangan va yetarlicha o'rganilmagan. 205-sonli tarkib - 0,2%, Ta205 - 0,0155%, BTI - 0,063% (ittriy elementlarning ulushi 30 ... 40%), 1l20 - 0,086,1xOg - 0,4%. Rudani boyitishning texnologik sxemasi N>, Ta, Bg, U ishlab chiqarishni nazarda tutadi.

TI (U), va, va, YL.

Katuginskoye ittriy-yer-niobiy-tsirkoniyli rudaga yaqin ishqoriy (kvars-albit-mikroklin) metasomatitlar koni Chita viloyatining shimolida, Baykal-Amur magistralidagi Novaya Chara stantsiyasidan 140 km uzoqlikda joylashgan. Rudalardagi Na > 205 ning o'rtacha miqdori 0,31, Ta205 - 0,019%, STYa - 0,25% (ittriy elementlarining ulushi 40 ... 50%), r02 - 1,38%. Investitsion loyiha Ushbu konni o'zlashtirish Zabaykalskiy GOK tomonidan o'zlashtirilmoqda.

Gornoozerskoe niobiy koni Saxa-Yakutiya Respublikasining Ust-Mayskiy ulusida joylashgan va xuddi shu nomdagi karbonatit massivi bilan chegaralangan. Kon faqat sirtdan o'rganilgan, uni baholash juda zaif. Piroxlor minerallashuvi magniy karbonatitlarining chiziqli zonalari bilan bog'liq. Cheklangan miqdordagi namunalar uchun N>205 ning o'rtacha miqdori 0,25% ni tashkil qiladi. Shuningdek, konda piroxlorning ko'l bo'yidagi cho'kindisi topilgan, bu esa hisoblanmagan. Tomtor maydoniga o'xshab, u juda boy bo'lishi mumkin.

Vishnyakovskoe tantal koni Irkutsk viloyatida, Taishet stantsiyasidan 110 km uzoqlikda joylashgan va u bilan avtomobil yo'li orqali bog'langan. Qalinligi 40 m gacha boʻlgan nodir metallar pegmatitlarining tomir tanasida tantalit, berilliy va lipedolit (litiy) minerallashuvi mavjud. Ta205 ning o'rtacha miqdori 0,0198%, Ryabinovy bo'limining alohida tomirlari uchun - 0,023 ... 0,03%. O'rtacha miqdori 1l20 -0,086% bo'lgan litiyni, shuningdek berilliyni ajratib olish mumkin. Na > 205 miqdori yuqori emas - 0,02%, ammo tantal xom ashyosini qazib olish paytida niobiy allaqachon bog'langan komponent sifatida chiqariladi. Kon qo'shimcha qidiruv ishlarini talab qiladi.

Umuman olganda, niobiy xom ashyosini qazib olish bo'yicha mavjud quvvatlar allaqachon rus metallurglarining niobiy qotishma qo'shimchalariga bo'lgan ehtiyojlarini qondiradi (200 ...

2005 yilgacha talabning yangi hajmlarini qoplash (600...800 tonnagacha).

Sevredmet va Solikamsk MZ muammolarini ularning egalari (FTK kompaniyalari va Rossiyaning o'sish jamg'armasi) yakuniy tijorat mahsulotlarini olish uchun niobiy-noyob-siyrak tuproq xomashyosini qayta ishlashning yagona texnologiyasini yaratish doirasida hal qilishlari kerak. yer metallari va ularning oksidlari, ferroniobiy, metall niobiy va tantal) va yillik qayta ishlash uchun etarli quvvatlarni yaratish - 22 ... 25 ming tonna loparik konsentrat. Bu xolding yiliga 1000 tonnagacha niobiy va 100 tonnagacha tantal mahsulotlarini ishlab chiqarishi mumkin. . :■.

Tomtorskoye konida rekonstruksiya qilingan "Sevredmet" va "Aprosy" yangi tog'-kon korxonasi mahsulotlarini sotish allaqachon Rossiya bozoridan tashqariga chiqishni talab qiladi. Jahon bozoriga chiqish niobiy mahsulotlarining jahon monopoliyasi - Braziliyaning CBMM kompaniyasi siyosati bilan cheklangan. Niobiy xom ashyoni qazib olish va qayta ishlashning eng past xarajati bilan u jiddiy raqobatchilarning paydo bo'lishiga to'sqinlik qilib, jahon narxlari darajasini nazorat qilishi mumkin. Rossiyaning ortiqcha niobiy mahsulotlarini ishlab chiqaruvchilari MDH davlatlarining (Ukraina, Qozog'iston) birdamlik metallurgiya bozoriga va Xitoyning o'sib borayotgan metallurgiya iste'mol bozoriga e'tibor qaratishlari kerak. Metallurgiya sohasi bilan bir qatorda, niobiy qotishmalari asosidagi supero‘tkazuvchi elektr uzatish tizimlariga asoslangan jahon energiya tejovchi texnologiyalarining keyingi 20 yildagi rivojlanish tendensiyalarini jiddiy o‘rganish zarur, ularni ishlab chiqarish har yili 5 ming tonnagacha talab qiladi. yil.

Klyuchevskoy ferroqotishma zavodining mavjud ishlab chiqarish quvvatlari ishlab chiqarish uchun etarli

ADABIYOTLAR RO'YXATI

1. Elyutin A.V., Chistov L.B., Epshtein E.M. Niobiy mineral-xomashyo bazasini rivojlantirish muammolari // Mineral resurslar Rossiya. Iqtisodiyot va menejment

"Lenin. - 1999. - No 3. - S. 22-29.

2. Kudrin B.C., Kushparenko Yu..S., Petrova N.V. va hokazo "Mineral xomashyo. Niobiy va tantal. Ma'lumotnoma.

Moskva: Geoinfomark, 1998. - 63 p.

3. 2001 yil boshidagi dunyoning mineral resurslari. -M.: Aerogeologiya, 2002. - T. 2. - 476 b.

4. Mineral tovar xulosalari "2003. - Pitsburg, PA (AQSh): USGS, 2003. - 196 p."!

5. Niobiy. Mineral yillik sharh 2001. - Pitsburg, PA (AQSh): USGS, 2002. - P. 21.1-28.14.

6. 1998 yilgacha Qo'shma Shtatlardagi metall narxlari. -Pittsburg, PA (AQSh): USGS; 1998. - 179 b.

8. Zhevelyuk I. "Ov" ko'char "mulk // Nord-West Courier. - No 41 (54): - 21-27 noyabr, 2002. t.

yiliga 1500 tonna ferroniobiy, 1000 tonna N¿-N5 qotishmasi va 500 tonna Cr-Ni-M asosiy qotishmasi ishlab chiqarish. Shunday qilib, Stalmag, Zabaykalskiy va Novo-Orlovskiy GOKs tomonidan qayta ishlash uchun taklif qilingan, shuningdek, Tomtorskiy konidan yetkazib berish rejalashtirilgan piroxlor mahsuloti hajmlari ushbu korxona tomonidan qayta taqsimlash uchun qabul qilinishi mumkin. Niobiy va tantaldan tovar metall buyumlar ishlab chiqarish uchun Rossiya kompaniyalari Qozog'istonning KazNiobiy - Irtish kimyo-metallurgiya zavodi va Ulba metallurgiya zavodi kompaniyalari bilan ishlashning tolling sxemalaridan foydalanish mumkin. Supero'tkazuvchi materiallar bozori yaxshilangan taqdirda, Rossiya hududida rulonli niobiy ishlab chiqarish uchun ishlab chiqarish korxonasini tashkil etish varianti ham realdir. Bunday ishlab chiqarish ilgari GIREDMED eksperimental kimyo-metallurgiya zavodida (Podolsk, Moskva viloyati) va O'tga chidamli metallar va qattiq qotishmalar eksperimental zavodida (Moskva) mavjud edi.

Niobiy mahsulotlarini qazib olish va ishlab chiqarish uchun yangi ishlab chiqarish quvvatlarini yaratish, shuningdek, boshqa foydali qazilmalar konlarini o'zlashtirish jarayonida ular bilan bog'liq qazib olishning bir qismi sifatida ham mumkin - masalan, Katuginskiy ittriy-noyob tuproq-tsirkoniy, Vishnyakovo tantal, Zavitinskiy litiy va boshqalar. Ushbu ob'ektlarning ishga tushirilishi bir necha o'nlab tonna niobiyning qo'shimcha yetkazib berilishini ta'minlaydi, bu esa bozorga uning talabiga jiddiy ta'sir ko'rsata olmaydi.

Boy va oson boyitilgan rudalarda ishlaydigan ko'proq qobiliyatli kompaniyalar tomonidan niobiy xom ashyosini ortiqcha etkazib berish sharoitida uzoqdagi qo'riqxona konlarini (Tiva Respublikasidagi Ulug'-Tanzekskoye va Saxa-Yakutiya Respublikasidagi Gusinoozerskoye) o'zlashtirish. tavsiya etilmaydi.

9. Semenenko Yu. Rus niyobiyi. Sibirdan kelgan birinchi qaldirg'och // Tabiiy resurslar varaqlari. - 2001 yil 31 avgust, http://gazeta.priroda.ru.

10. Saytlar Yu.G., Xaritonov Yu.F., Shevchuk G.A. Chita viloyatining mineral-xomashyo bazasi. Qidiruv va rivojlantirish istiqbollari: 2-qism // Rossiyaning mineral resurslari. Iqtisodiyot va menejment. - 2002. - No 5. - S. 8-20.

11. Temnov A.B. Tomtor konining o'ta boy nodir metall rudalarini qazib olishning geologik va texnik muammolari // Ming yilliklar oxirida tabiiy va texnogen yotqizgichlar va nurash qobig'ining konlari. Tez. hisobot XII stajyor. uchrashuv". - M.: IGEM RAN, 2000. - S! 345-347.

12. Epstein E.M., Usova T.Yu., Danilchenko H.A. Rossiyada niobiy: holati, mineral-xom ashyo bazasini rivojlantirish va rivojlantirish istiqbollari // Mineral xom ashyo. Geologik va iqtisodiy seriyalar, No 8. - M .: VIMS, 2000. - 103 b.

13. Kudrin B.C., Rojanets A.V., Chistov L.B. Rossiya tantali: holati, mineral-xom ashyo bazasini rivojlantirish va rivojlantirish istiqbollari // Mineral xom ashyo *. Geologik va iqtisodiy seriyalar, No 4. - M.: VIMS, 1999.-90 b.

Metalllarni qotishma uchun niobiydan foydalanish

Niobiy bilan qotishma po'lat yaxshi korroziyaga chidamliligiga ega. Xrom po'latning korroziyaga chidamliligini ham oshiradi va niobiydan ancha arzon. Bu o'quvchi bir vaqtning o'zida to'g'ri va noto'g'ri. Noto'g'ri, chunki men bir narsani unutganman.

Xrom-nikel po'latida, boshqa har qanday po'latda bo'lgani kabi, har doim uglerod mavjud. Ammo uglerod xrom bilan birlashib, karbid hosil qiladi, bu po'latni mo'rtroq qiladi. Niobiy xromga qaraganda uglerodga ko'proq yaqinroqdir. Shuning uchun po'latga niobiy qo'shilsa, niobiy karbid majburiy ravishda hosil bo'ladi. Niobiy bilan qotishma po'lat yuqori korroziyaga qarshi xususiyatlarga ega bo'ladi va egiluvchanligini yo'qotmaydi. Bir tonna po'latga faqat 200 g metall niobiy qo'shilsa, istalgan effektga erishiladi. Va xrom-mangaik po'lat niobiy yuqori aşınma qarshilik beradi.

Ko'pgina rangli metallar ham niobiy bilan qotishtiriladi. Shunday qilib, ishqorlarda oson eriydigan alyuminiy, agar unga atigi 0,05% niobiy qo'shilsa, ular bilan reaksiyaga kirishmaydi. Yumshoqligi bilan mashhur bo'lgan mis va ko'plab qotishmalari niobiy qotib qolganga o'xshaydi. Titan, molibden, sirkoniy kabi metallarning mustahkamligini oshiradi va shu bilan birga ularning issiqlikka chidamliligi va issiqlikka chidamliligini oshiradi.

Endi niobiyning xususiyatlari va imkoniyatlari aviatsiya, mashinasozlik, radiotexnika, kimyo sanoati va atom energetikasi tomonidan qadrlanadi. Ularning barchasi niobiy iste'molchisiga aylandi.

Noyob xususiyat - 1100 ° C gacha bo'lgan haroratlarda niobiyning uran bilan sezilarli o'zaro ta'sirining yo'qligi va qo'shimcha ravishda yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligi, termal neytronlarning kichik samarali yutilish kesimi niobiyni taniqli metallar uchun jiddiy raqobatchiga aylantirdi. yadro sanoati - alyuminiy, berilliy va sirkoniy. Bundan tashqari, niobiyning sun'iy (induktsiyalangan) radioaktivligi past. Shuning uchun u radioaktiv chiqindilarni saqlash uchun konteynerlar yoki ulardan foydalanish uchun moslamalar tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin.

Kimyo sanoati nisbatan kam niobiy iste'mol qiladi, ammo buni faqat uning tanqisligi bilan izohlash mumkin. Niobiy o'z ichiga olgan qotishmalardan va kamdan-kam hollarda varaqdan niobiydan, ba'zida yuqori toza kislotalarni ishlab chiqarish uchun uskunalar ishlab chiqariladi. Niobiyning ba'zi kimyoviy reaktsiyalar tezligiga ta'sir qilish qobiliyati, masalan, butadiendan spirt sintezida qo'llaniladi.

41-sonli elementning iste'molchilari ham raketa va kosmik texnologiyalar edi. Hech kimga sir emaski, ushbu elementning ba'zi miqdori allaqachon Yerga yaqin orbitalarda aylanmoqda. Niobiy o'z ichiga olgan qotishmalardan va sof niobiydan raketalarning ba'zi qismlari va sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshlarining bort uskunalari ishlab chiqariladi.

Niobiyning boshqa sohalarda qo'llanilishi

Niobiy plitalari va novdalaridan "issiq armatura" (ya'ni, isitiladigan qismlar) - anodlar, panjaralar, bilvosita isitiladigan katodlar va elektron lampalarning boshqa qismlari, ayniqsa kuchli generator lampalari tayyorlanadi.

Xuddi shu maqsadlar uchun sof metalldan tashqari, tantalonium-obium qotishmalari ham qo'llaniladi.

Niobiy elektrolitik kondensatorlar va rektifikatorlar ishlab chiqarish uchun ishlatilgan. Bu erda anodik oksidlanish jarayonida niobiyning barqaror oksidli plyonka hosil qilish qobiliyatidan foydalaniladi. Oksid plyonkasi kislotali elektrolitlarda barqaror bo'lib, oqimni faqat elektrolitdan metallga yo'nalishda o'tkazadi. Qattiq elektrolitli niobiy kondansatkichlari kichik o'lchamlarda yuqori sig'im, yuqori izolyatsiya qarshiligi bilan ajralib turadi.

Niobiy kondansatkich elementlari yupqa folga yoki metall kukunlardan presslangan gözenekli plitalardan tayyorlanadi.

Niobiyning kislotalar va boshqa muhitlardagi korroziyaga chidamliligi, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi va plastikligi bilan birgalikda uni kimyo va metallurgiya sanoati uskunalari uchun qimmatbaho konstruktiv materialga aylantiradi. Niobiy strukturaviy materiallar uchun yadro energiyasi talablariga javob beradigan xususiyatlarning kombinatsiyasiga ega.

900 ° C gacha, niobiy uran bilan zaif ta'sir qiladi va energiya reaktorlarining uran yoqilg'isi elementlari uchun himoya qobiqlarni ishlab chiqarish uchun javob beradi. Bunday holda, suyuq metall sovutgichlardan foydalanish mumkin: natriy yoki natriyning kaliy bilan qotishmasi, u bilan niobiy 600 ° S gacha o'zaro ta'sir qilmaydi. Uran yoqilg'i elementlarining yashash qobiliyatini oshirish uchun uran niobiy (~ 7% niobiy) bilan qotishtiriladi. Niobiy qo'shimchasi urandagi himoya oksidi plyonkasini barqarorlashtiradi, bu uning suv bug'iga chidamliligini oshiradi.

Niobiy reaktiv dvigatellarning gaz turbinalari uchun turli xil issiqlikka chidamli qotishmalarning tarkibiy qismidir. Molibden, titan, sirkoniy, alyuminiy va misni niobiy bilan qotishma bu metallarning, shuningdek, ularning qotishmalarining xossalarini keskin yaxshilaydi. Reaktiv dvigatellar va raketalarning qismlari uchun konstruktiv material sifatida niobiy asosida issiqlikka chidamli qotishmalar mavjud (turbinalar pichoqlarini ishlab chiqarish, qanotlarning oldingi qirralari, samolyot va raketalarning burun uchlari, raketa terilari). Niobiy va unga asoslangan qotishmalar 1000 - 1200 ° S ish haroratida ishlatilishi mumkin.

Niobiy karbid po'latlarni kesish uchun ishlatiladigan volfram karbidiga asoslangan karbidlarning ba'zi navlari tarkibiga kiradi.

Niobiy po'latlarda qotishma qo'shimcha sifatida keng qo'llaniladi. Po'lat tarkibidagi uglerod miqdoridan 6 dan 10 baravar ko'p miqdorda niobiy qo'shilishi zanglamaydigan po'latdan yasalgan korroziyani yo'q qiladi va choklarni yo'q qilishdan himoya qiladi.

Niobiy turli xil issiqlikka chidamli po'latlar (masalan, gaz turbinalari uchun), shuningdek, asbob va magnit po'latlar tarkibiga ham kiritiladi.

Niobiy po'latga 60% Nb gacha bo'lgan temir (ferroniobiy) bilan qotishma shaklida kiritiladi. Bundan tashqari, ferrotantaloniobium ferroqotishmada tantal va niobiy o'rtasidagi boshqa nisbat bilan ishlatiladi.

Organik sintezda katalizator sifatida baʼzi niobiy birikmalari (ftor kompleks tuzlari, oksidlar) ishlatiladi.

Niobiydan foydalanish va ishlab chiqarish jadal sur'atlar bilan o'sib bormoqda, bu uning refrakterlik, kichik termal neytronni ushlab turish kesimi, issiqlikka chidamli, o'ta o'tkazuvchan va boshqa qotishmalarni hosil qilish qobiliyati, korroziyaga chidamlilik, oluvchi xususiyatlar kabi xususiyatlarining kombinatsiyasi bilan bog'liq. , past elektronli ish funktsiyasi, yaxshi sovuq ishlov berish va payvandlash. Niobiyni qo'llashning asosiy yo'nalishlari: raketa fani, aviatsiya va kosmik texnologiyalar, radiotexnika, elektronika, kimyoviy apparatlar qurilishi, atom energetikasi.

Metall niobiyning qo'llanilishi

Samolyot qismlari sof niobiy yoki uning qotishmalaridan tayyorlanadi; uran va plutoniy yonilg'i elementlari uchun qobiqlar; konteynerlar va quvurlar; suyuq metallar uchun; elektrolitik kondansatkichlarning detallari; elektron (radar qurilmalari uchun) va kuchli generator lampalarining (anodlar, katodlar, panjaralar va boshqalar) "issiq" armaturalari; kimyo sanoatida korroziyaga chidamli uskunalar.
Niobiy boshqa rangli metallar, shu jumladan uran bilan qotishtiriladi.
Niobiy kriotronlarda - kompyuterlarning o'ta o'tkazuvchan elementlarida qo'llaniladi. Niobiy, shuningdek, Katta adron kollayderining tezlashtiruvchi tuzilmalarida qo'llanilishi bilan mashhur.

Niobiyning intermetalik birikmalari va qotishmalari

Stannid Nb 3 Sn va niobiyning titan va sirkoniy bilan qotishmalari o'ta o'tkazuvchan solenoidlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Niobiy va tantal bilan qotishmalar ko'p hollarda tantal o'rnini bosadi, bu katta iqtisodiy samara beradi (niobiy tantalga qaraganda arzonroq va deyarli ikki baravar engil).
Ferroniobiy zanglamaydigan xrom-nikel po'latlariga ularning donalararo korroziyasini va yo'q qilinishini oldini olish uchun va boshqa turdagi po'latlarga ularning xususiyatlarini yaxshilash uchun kiritiladi.
Niobiy kolleksion tangalarni zarb qilishda ishlatiladi. Shunday qilib, Latviya banki, deb da'vo qiladi kolleksiya tangalari 1 lat nominallarida kumush bilan birga niobiy ishlatiladi.

Niobiy birikmalarini qo'llash

Kimyo sanoatida Nb 2 O 5 katalizatori;
refrakterlar, sermetlar, maxsus ishlab chiqarishda shisha, nitrid, karbid, niobatlar.
Zirkonyum karbid va uran-235 karbidli qotishmadagi niobiy karbid (mp. 3480 ° C) qattiq fazali yadro reaktiv dvigatellarining yonilg'i tayoqlari uchun eng muhim strukturaviy materialdir.
Niobiy nitridi NbN tor o'tish bilan 5 dan 10 K gacha bo'lgan kritik haroratli, 0,1 K tartibli nozik va o'ta yupqa o'ta o'tkazuvchan plyonkalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Niobiy tibbiyotda

Niobiyning yuqori korroziyaga chidamliligi uni tibbiyotda qo'llash imkonini berdi. Niobiy filamentlari tirik to'qimalarni bezovta qilmaydi va u bilan yaxshi birlashadi. Rekonstruktiv jarrohlik yirtilgan tendonlarni, qon tomirlarini va hatto nervlarni tiklash uchun bunday tikuvlarni muvaffaqiyatli ishlatgan.

Zargarlik buyumlarida qo'llanilishi

Niobiy nafaqat texnika talab qiladigan xususiyatlar to'plamiga ega, balki juda chiroyli ko'rinadi. Zargarlar quti yasashda bu oq yaltiroq metalldan foydalanishga harakat qilishdi. qo'l soati. Niobiyning volfram yoki reniy bilan qotishmalari ba'zan olijanob metallarni almashtiradi: oltin, platina, iridiy. Ikkinchisi ayniqsa muhimdir, chunki niobiyning reniy bilan qotishmasi nafaqat metall iridiyga o'xshaydi, balki deyarli aşınmaya bardoshli. Bu ba'zi mamlakatlarga favvoralar uchun lehim ishlab chiqarishda qimmatbaho iridiysiz ishlashga imkon berdi.

Niobiy birinchi avlod supero'tkazuvchi material sifatida

Supero'tkazuvchilarning hayratlanarli hodisasi, o'tkazgichning harorati pasayganda, elektr qarshiligining keskin yo'qolishi birinchi marta 1911 yilda golland fizigi G. Kamerling-Onnes tomonidan kuzatilgan. Merkuriy birinchi o'ta o'tkazgich bo'lib chiqdi. lekin simob emas, balki niobiy va niobiyning ba'zi intermetalik birikmalari birinchi texnik jihatdan muhim o'ta o'tkazuvchan materiallar bo'lishlari kerak edi.

Supero'tkazuvchilarning ikkita xususiyati amaliy ahamiyatga ega: o'ta o'tkazuvchanlik holatiga o'tish sodir bo'ladigan kritik haroratning qiymati va kritik. magnit maydon(Hatto Kamerling-Onnes ham etarlicha kuchli magnit maydon ta'sirida supero'tkazgich tomonidan o'ta o'tkazuvchanlikni yo'qotishini kuzatdi). 1975 yilda Nb 3 Ge tarkibiga ega niobiy va germaniyning intermetall birikmasi kritik harorat bo'yicha rekord darajadagi supero'tkazgichga aylandi. Uning kritik harorati 23,2°K; bu vodorodning qaynash nuqtasidan yuqori. (Ko'pchilik ma'lum supero'tkazgichlar faqat suyuq geliy haroratida o'ta o'tkazgichga aylanadi).

Supero'tkazuvchanlik holatiga o'tish qobiliyati Nb 3 Sn niobiy stapnidiga, niobiyning alyuminiy va germaniy yoki titan va sirkoniy bilan qotishmalariga ham xosdir. Bu barcha qotishmalar va birikmalar allaqachon o'ta o'tkazuvchan solenoidlarni, shuningdek, boshqa muhim texnik qurilmalarni ishlab chiqarishda qo'llanilmoqda.

Faol ishlatiladigan supero'tkazgichlardan biri (super o'tkazuvchanlik o'tish harorati 9,25 K). Niobiy birikmalari 23,2 K (Nb 3 Ge) gacha bo'lgan o'ta o'tkazuvchanlik o'tish haroratiga ega.
Eng ko'p ishlatiladigan sanoat o'tkazgichlari NbTi va Nb 3 Sn.
Niobiy magnit qotishmalarda ham qo'llaniladi.
U qotishma qo'shimcha sifatida ishlatiladi.
Niobiy nitridi o'ta o'tkazuvchan bolometrlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Niobiy va uning tantal bilan qotishmalarining haddan tashqari qizib ketgan seziy-133 bug'idagi ajoyib qarshiligi uni yuqori quvvatli termion generatorlar uchun eng afzal qilingan va arzon konstruktiv materiallardan biriga aylantiradi.

Niobiy tantal kabi modda bilan uzviy bog'liqligidan boshlash kerak. Garchi bu materiallar bir vaqtning o'zida topilmagan bo'lsa ham.

Niobiy nima

Bugungi kunda niobiy kabi modda haqida nima ma'lum? Bu kimyoviy element bo'lib, davriy jadvalning 5-guruhida joylashgan bo'lib, atom raqami 41, shuningdek atom massasi 92,9 ga teng. Ko'pgina boshqa metallar singari, bu modda ham po'lat-kulrang yorqinligi bilan ajralib turadi.

Buning eng muhim jismoniy parametrlaridan biri uning refrakterligidir. Aynan shu xususiyat tufayli niobiydan foydalanish sanoatning ko'plab tarmoqlarida keng tarqaldi. Ushbu moddaning erish nuqtasi Selsiy bo'yicha 2468 daraja, qaynash nuqtasi esa 4927 daraja.

Ushbu moddaning kimyoviy xossalari ham yuqori darajada. U xarakterlanadi yuqori daraja salbiy haroratlarga, shuningdek, eng agressiv muhitning ta'siriga qarshilik.

Ishlab chiqarish

Aytish joizki, Nb (niobiy) elementini o'z ichiga olgan rudaning mavjudligi tantalnikiga qaraganda ancha katta, ammo muammo bu rudadagi elementning o'zi tarkibining etishmasligidadir.

Ko'pincha, ushbu elementni olish uchun alyuminiy yoki kremniy ishtirok etadigan termal pasayish jarayoni amalga oshiriladi. Ushbu operatsiya natijasida ferroniobiy va ferrotantaloniobium birikmalari olinadi. Shunisi e'tiborga loyiqki, ushbu moddaning metall versiyasini ishlab chiqarish bir xil rudadan amalga oshiriladi, ammo undan murakkab texnologiya qo'llaniladi. Niobiy tigellar va boshqa olingan materiallar juda yuqori ishlash ko'rsatkichlari bilan ajralib turadi.

Niobiyni olish usullari

Hozirgi vaqtda ushbu materialni olishning eng rivojlangan sohalaridan biri aluminotermik, natriy-termik va karbotermikdir. Ushbu turlar orasidagi farq niobiyni kamaytirish uchun ishlatiladigan prekursorlarda ham yotadi. Aytaylik, K2NbF7 natriy termik usulida ishlatiladi. Ammo, masalan, aluminotermik usul bilan niobiy pentoksid ishlatiladi.

Agar karbotermik olish usuli haqida gapiradigan bo'lsak, bu texnologiya Nb ni kuyikish bilan aralashtirishni nazarda tutadi. Bu jarayon yuqori haroratli va vodorodli muhitda amalga oshirilishi kerak. Ushbu operatsiya natijasida niobiy karbid olinadi. Ikkinchi bosqich - vodorod muhiti vakuum bilan almashtiriladi va harorat saqlanadi. Hozirgi vaqtda uning oksidi niobiy karbidga qo'shiladi va metallning o'zi olinadi.

Shuni ta'kidlash kerakki, ishlab chiqarilgan metall shakllari orasida ingotlardagi niobiy juda keng tarqalgan. Ushbu mahsulot metall asosidagi qotishma, shuningdek, turli xil yarim tayyor mahsulotlar ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan.

Ushbu materialning tayoqchasi ham ishlab chiqarilishi mumkin, bu moddaning tozaligiga qarab bir necha toifaga bo'linadi. Nopoklarning eng kichik miqdori NBSh-00 yorlig'i bilan belgilangan novda mavjud. NBSh-0 klassi temir, titan va tantal kremniy kabi elementlarning ko'proq mavjudligi bilan tavsiflanadi. Nopoklik darajasi eng yuqori bo'lgan toifa - NBSh-1. Qo'shimcha qilish mumkinki, ingotlardagi niobiy bunday tasnifga ega emas.

Muqobil ishlab chiqarish usullari

TO muqobil usullar tigelsiz elektron nur zonasi erishi kiradi. Bu jarayon Nb ning monokristallarini olish imkonini beradi. Bu usul yordamida niobiy tigellar ishlab chiqariladi. U chang metallurgiyaga tegishli. U avval ushbu materialning qotishmasini, so'ngra uning sof namunasini olish uchun ishlatiladi. Ushbu usulning mavjudligi niobiy sotib olish bo'yicha reklamalarning keng tarqalgan bo'lishiga olib keldi. Bu usul sof metall olish uchun juda qiyin bo'lgan rudaning o'zidan yoki undan konsentratdan emas, balki ikkilamchi xom ashyodan foydalanishga imkon beradi.

Yana bir muqobil ishlab chiqarish usuli - niobiy prokat. Shunisi e'tiborga loyiqki, turli kompaniyalarning aksariyati novdalar, simlar yoki metall plitalar sotib olishni afzal ko'radi.

Rulo va folga

Ushbu materialdan folga juda keng tarqalgan yarim tayyor mahsulotdir. Bu moddaning eng yupqa rulonli varaqidir. U ba'zi mahsulotlar va qismlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Niobiy folga sof xomashyodan Nb ingotlarini sovuq prokatlash orqali olinadi. Olingan mahsulotlar korroziyaga yuqori qarshilik, agressiv muhitga ta'sir qilish kabi ko'rsatkichlar bilan tavsiflanadi. yuqori harorat. Niobiy va uning ingotlarini prokatlash, shuningdek, mahsulotning aşınmaya bardoshliligi, yuqori egiluvchanligi va yaxshi ishlov berish kabi xususiyatlarni beradi.

Shu tarzda olingan mahsulotlar ko'pincha samolyotsozlik, raketashunoslik, tibbiyot (jarrohlik), radiotexnika, elektrotexnika, atom energetikasi, atom energetikasi kabi sohalarda qo'llaniladi. Niobiy folga rulonlarga o'raladi va namlikdan himoyalangan quruq joyda, shuningdek namlikdan himoyalangan joyda saqlanadi. mexanik ta'sir tomonidan.

Elektrodlar va qotishmalarda qo'llanilishi

Niobiydan foydalanish juda keng tarqalgan. U xrom va nikel kabi elektrodlarni tayyorlash uchun ishlatiladigan temir qotishmasining bir qismi bo'lgan material sifatida ishlatilishi mumkin. Niobiy, tantal kabi, o'ta qattiq karbid hosil qilish qobiliyatiga ega bo'lganligi sababli, u ko'pincha o'ta qattiq qotishmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Shuni qo'shimcha qilish mumkinki, hozirgi vaqtda ular ushbu material yordamida olingan qotishmalarning xususiyatlarini yaxshilashga harakat qilmoqdalar.

Niobiy karbid elementlarini yaratishga qodir xom ashyo bo'lganligi sababli, u tantal kabi po'lat ishlab chiqarishda qotishma aralashmasi sifatida ishlatiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, uzoq vaqt davomida niobiyni tantalga nopoklik sifatida ishlatish salbiy ta'sir ko'rsatgan. Biroq, bugungi kunda fikr o'zgardi. Aniqlanishicha, Nb tantal o'rnini bosa oladi va katta muvaffaqiyat bilan, chunki atom massasining pastligi tufayli mahsulotning barcha eski qobiliyatlari va ta'sirini saqlab qolgan holda kamroq miqdordagi moddadan foydalanish mumkin.

Elektrotexnika sohasida qo'llanilishi

Shuni ta'kidlash kerakki, niobiy, uning ukasi tantal kabi, rektifikatorlarda foydalanish mumkin, chunki ular bir qutbli o'tkazuvchanlik xususiyatiga ega, ya'ni bu moddalar elektr tokini faqat bitta yo'nalishda o'tkazadi. Ushbu metalldan yuqori quvvatli generatorlar va kuchaytiruvchi lampalarda ishlatiladigan anodlar kabi qurilmalarni yaratish uchun foydalanish mumkin.

Shuni ta'kidlash kerakki, niobiydan foydalanish atom energetikasi sohasiga yetib bordi. Ushbu sanoatda ushbu moddadan tayyorlangan mahsulotlar konstruktiv materiallar sifatida ishlatiladi. Bu mumkin, chunki qismlarda Nb mavjudligi ularni issiqlikka chidamli qiladi va kimyoviy qarshilikning yuqori sifatlarini ham beradi.

Ajoyib jismoniy xususiyatlar Ushbu metall raketa texnologiyasida, reaktiv samolyotlarda, gaz turbinalarida keng qo'llanilishiga olib keldi.

Rossiyada niobiy ishlab chiqarish

Agar ushbu rudaning zaxiralari haqida gapiradigan bo'lsak, unda jami 16 million tonnaga yaqin. Umumiy hajmning taxminan 70% ni egallagan eng yirik kon Braziliyada joylashgan. Rossiya hududida ushbu ruda zahiralarining 25% ga yaqini joylashgan. Bu ko'rsatkich barcha niobiy zahiralarining muhim qismi hisoblanadi. Ushbu moddaning eng katta konlari unda joylashgan Sharqiy Sibir shuningdek, Uzoq Sharqda. Bugungi kunda Rossiya Federatsiyasi hududida Lovozerskiy GOK kompaniyasi ushbu moddani qazib olish va ishlab chiqarish bilan shug'ullanadi. Ko'rinib turibdiki, Stalmag kompaniyasi Rossiyada niobiy ishlab chiqarish bilan ham shug'ullangan. U ushbu rudaning tatar konini o'zlashtirgan, ammo 2010 yilda yopilgan.

Bundan tashqari, u niobiy oksidi ishlab chiqarish bilan shug'ullanadi, deb qo'shishingiz mumkin. Ular uni loparit konsentratini qayta ishlash orqali olishadi. Ushbu korxona 400 dan 450 tonnagacha ushbu moddani ishlab chiqaradi, katta qism AQSh va Germaniya kabi davlatlarga eksport qilinadi. Qolgan oksidning bir qismi sof niobiy va uning qotishmalarini ishlab chiqaradigan Chepetskiy mexanika zavodiga tushadi. Yiliga 100 tonnagacha material ishlab chiqarish imkonini beruvchi sezilarli quvvatlar mavjud.

Niobiy metall va uning narxi

Ushbu moddaning ko'lami juda keng bo'lishiga qaramay, asosiy maqsad kosmik va yadro sanoatidir. Shu sababli, Nb strategik material sifatida tasniflanadi.

Niobiyning narxiga ta'sir qiluvchi asosiy parametrlar:

qotishmaning tozaligi, katta miqdordagi aralashmalar narxni pasaytiradi;
materiallar bilan ta'minlash shakli;
etkazib beriladigan materiallar hajmi;
rudani qabul qilish punktining joylashuvi (turli hududlarda elementning har xil miqdori kerak, ya'ni uning narxi boshqacha).

Moskvadagi materiallar narxining taxminiy ro'yxati:

niobium markasi NB-2 kg uchun 420-450 rubl oralig'ida;
niobiyning talaşlari kg uchun 500 dan 510 rublgacha;
NBSh-00 markali novda har bir kg uchun 490 dan 500 rublgacha turadi.

Shunisi e'tiborga loyiqki, ushbu mahsulotning katta narxiga qaramay, unga bo'lgan talab faqat ortib bormoqda.

Boshqa moddalar bilan birlashganda, maxsus ishlash xususiyatlariga ega bo'lgan qotishmalar hosil qiluvchi juda ko'p miqdordagi elementlar mavjud. Bunga misol niobiy - element birinchi marta "kolumbiy" deb nomlangan (birinchi topilgan daryo nomidan keyin), lekin keyinchalik nomi o'zgartirilgan. Niobiy - bu juda g'ayrioddiy xususiyatlarga ega bo'lgan metall, biz keyinroq batafsilroq muhokama qilamiz.

Elementni olish

Niobiyning xossalarini ko'rib chiqayotganda shuni ta'kidlash kerakki, bu metalning bir tonna toshdagi miqdori nisbatan kichik, taxminan 18 gramm. Shu sababli, u kashf etilgandan so'ng, metallni sun'iy ravishda olish uchun juda ko'p urinishlar qilingan. Yopilganligi sababli kimyoviy tarkibi bu modda ko'pincha tantal bilan birga qazib olinadi.

Niobiy konlari deyarli butun dunyoda joylashgan. Misol tariqasida Kongo, Ruanda, Braziliya va boshqa ko'plab mamlakatlardagi konlarni keltirish mumkin. Biroq, bu elementni keng tarqalgan deb atash mumkin emas, ko'p mintaqalarda u past konsentratsiyalarda ham deyarli topilmaydi.

Erning jinsidagi moddaning nisbatan past konsentratsiyasi uni konsentratdan olishda yuzaga keladigan qiyinchiliklar bilan og'irlashadi. Shuni yodda tutish kerakki, NBSh niobiy faqat tantal bilan to'yingan jinslardan olinishi mumkin. Ishlab chiqarish jarayonining xususiyatlari quyidagilardan iborat:

Boshlash uchun konsentrlangan ruda zavodga etkazib beriladi, u tozalashning bir necha bosqichlaridan o'tadi. Niobiy ishlab chiqarishda hosil bo'lgan ruda sof elementlarga, shu jumladan tantalga ajratiladi.
Yakuniy ishlov berish jarayoni metallni tozalashdir.

Ko'rib chiqilayotgan rudani qazib olish va qayta ishlashda duch keladigan qiyinchiliklarga qaramay, har yili ko'rib chiqilayotgan qotishma ishlab chiqarish hajmi sezilarli darajada oshib bormoqda. Buning sababi, metallning ajoyib ishlashi va turli sohalarda keng qo'llanilishi.

Niobiy oksidlari

Ko'rib chiqilgan kimyoviy element turli xil birikmalarning asosiga aylanishi mumkin. Eng keng tarqalgani niobiy pentoksiddir. Ushbu ulanishning xususiyatlari orasida quyidagi fikrlarni ta'kidlash mumkin:

Niobiy oksidi kremsi rangga ega bo'lgan oq kristall kukundir.
Modda suvda erimaydi.
Hosil bo'lgan modda ko'pchilik kislotalar bilan aralashganda o'z tuzilishini saqlab qoladi.

Quyidagi xususiyatlarni niobiy pentoksidning xususiyatlariga ham bog'lash mumkin:

Kuchning kuchayishi.
Yuqori qattiqlik. Modda 1490 daraja Selsiygacha bo'lgan haroratga bardosh bera oladi.
Qizdirilganda sirt oksidlanadi.
Xlorga javob beradi, vodorod bilan kamayishi mumkin.

Niobiy gidroksid ko'p hollarda yuqori qotishma po'lat navlarini olish uchun ishlatiladi, ular juda jozibali ishlash xususiyatlariga ega.

Fizikaviy va kimyoviy xossalari

Niobiy tantalnikiga o'xshash kimyoviy xususiyatlarga ega. Niobiyning asosiy xususiyatlarini hisobga olgan holda, siz quyidagi fikrlarga e'tibor berishingiz kerak:

zarba qarshiligi har xil turlari korroziya. Ushbu elementni kompozitsiyaga kiritish natijasida olingan qotishmalar yuqori korroziyaga chidamli xususiyatlarga ega.
Ko'rib chiqilgan kimyoviy element yuqori erish nuqtasini namoyish etadi. Amaliyot shuni ko'rsatadiki, ko'pchilik qotishmalarning erish nuqtasi 1400 darajadan yuqori. bu qayta ishlash jarayonini murakkablashtiradi, lekin metallarni ajralmas qiladi turli sohalar tadbirlar.
Asosiy jismoniy xususiyatlar shuningdek, hosil bo'lgan qotishmalarni payvandlash qulayligi bilan ajralib turadi.
Salbiy haroratlarda elementning tuzilishi deyarli o'zgarishsiz qoladi, bu esa metallning operatsion xususiyatlarini saqlab qolish imkonini beradi.
Niobiy atomining maxsus tuzilishi materialning o'ta o'tkazuvchanlik xususiyatlarini aniqlaydi.
Atom massasi 92,9, valentlik tarkibning xususiyatlariga bog'liq.

Moddaning asosiy afzalligi refrakterlik hisoblanadi. Shuning uchun u turli sohalarda qo'llanilgan. Moddaning erishi taxminan 2500 daraja Selsiy haroratda sodir bo'ladi. Ba'zi qotishmalar hatto rekord haroratda 4500 daraja Selsiyda eriydi. Moddaning zichligi ancha yuqori, har biriga 8,57 gramm kub santimetr. Shuni yodda tutish kerakki, metall paramagnetizm bilan tavsiflanadi.

Quyidagi kislotalar kristall panjaraga ta'sir qilmaydi:

oltingugurt;
tuz;
fosforik;
xlorid.

Xlorning metall va suvli eritmalariga ta'sir qilmaydi. Metallga ma'lum bir ta'sir qilish bilan uning yuzasida dielektrik oksidli plyonka hosil bo'ladi. Shuning uchun metalldan qimmatroq tantaldan tayyorlangan miniatyura yuqori sig'imli kondansatörler ishlab chiqarishda foydalanila boshlandi.

Niobiyni qo'llash

Niobiydan turli xil mahsulotlar ishlab chiqariladi, ularning aksariyati chiqarilishi bilan bog'liq aviatsiya texnologiyasi. Bunga misol qilib, raketalar yoki samolyotlarni yig'ishda o'rnatiladigan qismlarni ishlab chiqarishda niobiydan foydalanish mumkin. Bundan tashqari, ushbu elementdan quyidagi foydalanishni ajratib ko'rsatish mumkin:

Radar qurilmalari ishlab chiqariladigan elementlarni ishlab chiqarish.
Yuqorida aytib o'tilganidek, ko'rib chiqilayotgan qotishma arzonroq sig'imli elektr kondansatkichlarini olish uchun ishlatilishi mumkin.
Folga katodlari va anodlari ham yuqori issiqlik qarshiligi bilan bog'liq bo'lgan ushbu element yordamida amalga oshiriladi.
Ko'pincha ichkarida panjara bo'lgan kuchli generator lampalarining dizaynlarini topishingiz mumkin. Ushbu panjara yuqori haroratga bardosh berishi uchun u ko'rib chiqilayotgan qotishmadan tayyorlanadi.

yuqori jismoniy va kimyoviy sifatlar suyuq metallarni tashish uchun quvurlar ishlab chiqarishda niobiydan foydalanishni aniqlash. Bundan tashqari, qotishmalar turli maqsadlar uchun idishlar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Niobiy bilan qotishmalar

Bunday qotishmalarni hisobga olgan holda, bu element ko'pincha ferroniobiy ishlab chiqarish uchun ishlatilishini hisobga olish kerak. Ushbu material quyma sanoatida, shuningdek, elektron qoplamalar ishlab chiqarishda keng qo'llanilgan. Tarkibi quyidagilarni o'z ichiga oladi:

temir;
tantal bilan niobiy;
kremniy;
alyuminiy;
uglerod;
oltingugurt;
fosfor;
titan.

Asosiy elementlarning kontsentratsiyasi materialning ishlashi bog'liq bo'lgan juda keng diapazonda o'zgarishi mumkin.

Niobiy 5VMTs muqobil ferroniobiy qotishmasi deb atash mumkin. U olinganda qotishma elementlar sifatida volfram, tsirkoniy va molibden ishlatiladi. Ko'pgina hollarda, bu yumurtlama yarim tayyor mahsulotlar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Xulosa qilib shuni ta'kidlaymizki, niobiy ba'zi mamlakatlarda tanga ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Bu materialning ancha yuqori narxiga bog'liq. Asosiy element sifatida niobiy bo'lgan qotishmalarning ommaviy ishlab chiqarilishi bilan original ingotlar yaratiladi.

TA’RIF

Niobiy davriy sistemaning qirq birinchi elementi. Belgilanishi - lotincha "niobium" dan Nb. Beshinchi davrda joylashgan, VBA guruhi. Metalllarga ishora qiladi. Yadro zaryadi 41 ga teng.

Niobiy er qobig'ida 0,002% (massa) mavjud. Bu element ko'p jihatdan vanadiyga o'xshaydi. Erkin holatda u o'tga chidamli metall, qattiq, lekin mo'rt emas, yaxshi ishlov beriladi (1-rasm .. Niobiyning zichligi 8,57 g / sm 3, erish nuqtasi 2500 o S.

Niobiy ko'plab agressiv muhitda barqaror. Unga xlorid kislota va akva regia ta'sir qilmaydi, chunki bu metall yuzasida nozik, ammo juda kuchli va kimyoviy jihatdan chidamli oksidli plyonka hosil bo'ladi.

Guruch. 1. Niobiy. Tashqi ko'rinish.

Niobiyning atom va molekulyar og'irligi

TA’RIF

Moddaning nisbiy molekulyar og'irligi (M r) ma'lum molekulaning massasi uglerod atomi massasining 1/12 qismidan necha marta katta ekanligini ko'rsatadigan raqam va elementning nisbiy atom massasi (A r)- atomlarning o'rtacha massasi necha marta kimyoviy element uglerod atomi massasining 1/12 qismidan ko'proq.

Niobiy erkin holatda monotomik Nb molekulalari shaklida mavjud bo'lganligi sababli, uning atom va molekulyar massalari qiymatlari mos keladi. Ular 92,9063 ga teng.

Niobiyning izotoplari

Ma'lumki, niobiy tabiatda yagona barqaror izotop 93Nb shaklida bo'lishi mumkin. Massa soni 93, atom yadrosida qirq bir proton va ellik ikki neytron mavjud.

Massa sonlari 81 dan 113 gacha bo'lgan tsirkoniyning sun'iy beqaror izotoplari, shuningdek, yadrolarning yigirma beshta izomer holati mavjud bo'lib, ular orasida yarimparchalanish davri 34,7 million yil bo'lgan 92 Nb izotopi eng uzoq umr ko'radi.

Niobiy ionlari

Niobiy atomining tashqi energiya darajasida valentlikka ega bo'lgan beshta elektron mavjud:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 3 5s 2.

Kimyoviy o'zaro ta'sir natijasida niobiy o'zining valentlik elektronlarini beradi, ya'ni. ularning donoridir va musbat zaryadlangan ionga aylanadi:

Nb 0 -1e → Nb +;

Nb 0 -2e → Nb 2+;

Nb 0 -3e → Nb 3+;

Nb 0 -4e → Nb 4+;

Nb 0 -5e → Nb 5+.

Niobiyning molekulasi va atomi

Erkin holatda niobiy monotomik Nb molekulalari shaklida mavjud. Niobiy atomi va molekulasini tavsiflovchi ba'zi xususiyatlar:

Niobiy qotishmalari

Niobiy ko'plab issiqlikka chidamli va korroziyaga chidamli qotishmalarning tarkibiy qismlaridan biridir. Ayniqsa katta ahamiyatga ega issiqlikka chidamli niobiy qotishmalariga ega, ular gaz turbinalari, reaktiv dvigatellar, raketalar ishlab chiqarishda ishlatiladi.

Niobiy zanglamaydigan po'latlarga ham kiritiladi. Bu ularning mexanik xususiyatlarini va korroziyaga chidamliligini sezilarli darajada yaxshilaydi. 1 dan 4% gacha niobiy o'z ichiga olgan po'latlar yuqori issiqlikka chidamliligi bilan ajralib turadi va yuqori bosimli qozonlarni ishlab chiqarish uchun material sifatida ishlatiladi.

Muammoni hal qilishga misollar

MISOL 1

2-MISA

Mashq qilish

Niobiyning birikmalardagi valentlik va oksidlanish darajasini ko'rsating: Gd 2 Nb 2 O 7 va Pb(NbO 3) 2 .

Javob

Kislorodli birikmalarda niobiyning valentligini aniqlash uchun quyidagi harakatlar ketma-ketligiga qat'iy rioya qilish kerak. Gd 2 Nb 2 O 7 misolini ko'rib chiqing. Molekuladagi kislorod atomlari sonini aniqlang. Bu 7 - milga teng. Biz kislorod uchun valentlik birliklarining umumiy sonini hisoblaymiz:

Biz gadoliniy uchun valentlik birliklarining umumiy sonini hisoblaymiz:

Ushbu qiymatlar orasidagi farqni topamiz:

Murakkab tarkibidagi niobiy atomlari sonini aniqlang. 2 ga teng. Niobiyning valentligi IV (8/2 = 4).

Xuddi shu birikmadagi niobiyning oksidlanish darajasini topish uchun uning qiymatini x deb olamiz va molekula zaryadi 0 ga teng ekanligini hisobga olamiz:

2x3 + 2xx +7x(-2) = 0

Niobiyning oksidlanish darajasi +4 ga teng.

Xuddi shunday, Pb(NbO 3) 2 dagi niobiyning valentlik va oksidlanish darajasi mos ravishda IV va +1 ekanligini aniqlaymiz.

O'qish foydali bo'lishi mumkin: