Niobiumun istifadəsi. Rusiyada niobium istehsalı

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Niobiumun tantal kimi bir maddə ilə ayrılmaz şəkildə bağlı olmasından başlamağa dəyər. Bu, bu materialların eyni vaxtda açılmamasına baxmayaraq.

Niobium nədir

Bu gün niobium kimi bir maddə haqqında nə məlumdur? Dövri cədvəlin 5-ci qrupunda yerləşən, atom nömrəsi 41, həmçinin atom kütləsi 92,9 olan kimyəvi elementdir. Bir çox digər metallar kimi bu maddə də polad-boz parıltı ilə xarakterizə olunur.

Bu metalın ən mühüm fiziki parametrlərindən biri onun odadavamlılığı idi. Məhz bu xüsusiyyətinə görə niobiumun istifadəsi bir çox sənaye sahələrində geniş yayılmışdır. Bu maddənin ərimə nöqtəsi 2468 dərəcə Selsi, qaynama nöqtəsi isə 4927 dərəcə Selsidir.

Bu maddənin kimyəvi xassələri də yüksək səviyyədədir. Mənfi temperaturlara, eləcə də ən aqressiv mühitlərə yüksək səviyyədə müqavimət ilə xarakterizə olunur.

İstehsal

Qeyd etmək lazımdır ki, tərkibində Nb (niobium) elementi olan filizin olması tantaldan qat-qat çoxdur, lakin problem bu filizdə elementin özünün tərkibinin az olmasındadır.

Çox vaxt bu elementi əldə etmək üçün alüminium və ya silikonun iştirak etdiyi termal reduksiya prosesi aparılır. Bu əməliyyat nəticəsində ferroniobium və ferrottantaloniobium birləşmələri alınır. Qeyd etmək lazımdır ki, bu maddənin metal versiyasının istehsalı eyni filizdən həyata keçirilir, lakin daha mürəkkəb texnologiyadan istifadə olunur. Niobium tigeləri və digər materiallar çox yüksək performansla xarakterizə olunur.

Niobium əldə etmək üsulları

Hazırda bu materialı əldə etmək üçün ən inkişaf etmiş sahələrdən biri alüminotermik, natrium-termik və karbotermikdir. Bu növlər arasındakı fərq niobiumun azaldılması üçün istifadə olunan prekursorlarda da olur. Tutaq ki, K2NbF7 natrium termal metodunda istifadə olunur. Lakin, məsələn, alüminotermik üsulda niobium pentoksid istifadə olunur.

Əgər karbotermik alınma üsulundan danışsaq, bu texnologiya Nb-nin his ilə qarışdırılmasını nəzərdə tutur. Bu proses yüksək temperatur və hidrogen mühitində baş verməlidir. Bu əməliyyat nəticəsində niobium karbid əldə ediləcək. İkinci mərhələ hidrogen mühitinin vakuumla əvəz edilməsi və temperaturun saxlanılmasıdır. Bu nöqtədə, niobium karbidinəonun oksidi əlavə edilir və metal özü alınır.

Qeyd etmək lazımdır ki, istehsal olunan metal formaları arasında külçələrdəki niobium kifayət qədər geniş yayılmışdır. Bu məhsul metal əsaslı ərintinin, eləcə də müxtəlif digər yarımfabrikatların istehsalı üçün nəzərdə tutulub.

Bu materialdan bir çubuq da istehsal oluna bilər ki, bu da maddənin saflığından asılı olaraq bir neçə kateqoriyaya bölünür. Ən kiçik miqdarda çirklər NBSh-00 etiketli çubuqda olur. NBSh-0 sinfi dəmir, titan və tantal silisium kimi elementlərin daha çox olması ilə xarakterizə olunur. Ən yüksək çirklənmə dərəcəsinə malik olan kateqoriya NBSh-1-dir. Əlavə etmək olar ki, külçələrdəki niobiumun belə təsnifatı yoxdur.

Alternativ istehsal üsulları

Alternativ üsullara potasız elektron şüa zonasının əriməsi daxildir. Bu proses Nb-nin monokristallarını əldə etməyə imkan verir. Bu üsulla niobium tigeləri istehsal olunur. Toz metallurgiyasına aiddir. Əvvəlcə bu materialın bir ərintisini, sonra isə onun təmiz nümunəsini əldə etmək üçün istifadə olunur. Bu metodun mövcudluğu niobiumun alınması ilə bağlı reklamların kifayət qədər geniş yayılmasına səbəb olmuşdur. Bu üsul təmiz metal əldə etmək üçün kifayət qədər çətin çıxarılan filizin özündən və ya ondan konsentratdan deyil, ikinci dərəcəli xammaldan istifadə etməyə imkan verir.

Digər alternativ istehsal üsulu yuvarlanan niobiumdur. Müxtəlif firmaların əksəriyyətinin verdiyini qeyd etmək lazımdırçubuqlar, məftil və ya sac almaq üçün üstünlük verilir.

Yüklənmiş və folqa

Bu materialdan folqa kifayət qədər yayılmış yarımfabrikatdır. Bu maddənin ən nazik haddelenmiş təbəqəsidir. Bu xammal bəzi məhsulların və hissələrin istehsalı üçün istifadə olunur. Niobium folqa təmiz xammaldan soyuq yayma Nb külçələri ilə əldə edilir. Yaranan məhsullar korroziyaya, aqressiv mühitə və yüksək temperatura qarşı yüksək müqavimət kimi göstəricilərlə xarakterizə olunur. Niobium və onun külçələrinin yuvarlanması həm də məhsulun aşınmaya davamlılığı, yüksək çeviklik və yaxşı emal qabiliyyəti kimi xüsusiyyətlər verir.

Bu yolla əldə edilən məhsullar ən çox təyyarə istehsalı, raket elmi, tibb (cərrahiyyə), radiotexnika, elektrik mühəndisliyi, nüvə enerjisi, nüvə enerjisi kimi sahələrdə istifadə olunur. Niobium folqa rulonlarda qablaşdırılır və quru yerdə, nəmdən qorunan yerdə, həmçinin kənardan mexaniki təsirdən qorunan yerdə saxlanılır.

Elektrodlarda və ərintilərdə tətbiq

Niobiumun istifadəsi çox geniş yayılmışdır. Xrom və nikel kimi elektrodların istehsalı üçün istifadə edilən dəmir ərintinin bir hissəsi olan material kimi istifadə edilə bilər. Niobium, tantal kimi, çox sərt karbid əmələ gətirə bildiyinə görə, çox vaxt super sərt ərintilər istehsal etmək üçün istifadə olunur. Bu materialla hazırda sınaqdan keçirilənləri əlavə edə bilərsinizəlvan metallardan əldə edilən ərintilərin xassələrini yaxşılaşdırmaq.

Niobium karbid elementləri yaratmaq qabiliyyətinə malik xammal olduğundan, tantal kimi polad istehsalında ərinti qarışığı kimi istifadə olunur. Qeyd etmək lazımdır ki, uzun müddət niobiumun tantala çirk kimi istifadəsi mənfi təsir hesab olunurdu. Ancaq bu gün fikir dəyişdi. Müəyyən edilmişdir ki, Nb tantal əvəzedicisi kimi çıxış edə bilər və böyük müvəffəqiyyətlə, çünki daha az atom kütləsi sayəsində məhsulun bütün köhnə xüsusiyyətlərini və təsirlərini saxlayaraq daha az maddə istifadə oluna bilər.

Elektrik tətbiqləri

Vurğulamaq yerinə düşər ki, niobiumun qardaşı tantal kimi istifadəsi rektifikatorlarda mümkündür, çünki onlar birqütblü keçiricilik xüsusiyyətinə malikdirlər, yəni bu maddələr elektrik cərəyanını yalnız bir istiqamətdə keçirlər.. Bu metaldan yüksək güclü generatorlarda və gücləndirici borularda istifadə olunan anodlar kimi cihazları yaratmaq üçün istifadə etmək mümkündür.

Niobiumun istifadəsinin nüvə enerjisi sənayesinə çatdığını qeyd etmək çox vacibdir. Bu sənayedə bu maddədən hazırlanan məhsullar struktur material kimi istifadə olunur. Bu, hissələrdə Nb-nin olması onları istiliyə davamlı edir və həmçinin kimyəvi müqavimətin yüksək keyfiyyətlərini verdiyi üçün mümkün olur.

Bu metalın əla fiziki xüsusiyyətləri onun raket texnologiyasında, reaktiv təyyarələrdə kifayət qədər geniş istifadə olunmasına səbəb olmuşdur.təyyarə, qaz turbinlərində.

Rusiyada niobium istehsalı

Bu filizin ehtiyatlarından danışsaq, ümumilikdə təxminən 16 milyon ton var. Ümumi həcmin təxminən 70%-ni tutan ən böyük depozit Braziliyada yerləşir. Rusiya ərazisində bu filiz ehtiyatlarının təxminən 25% -i yerləşir. Bu göstərici bütün niobium ehtiyatlarının əhəmiyyətli hissəsi hesab olunur. Bu maddənin ən böyük yatağı Şərqi Sibirdə, eləcə də Uzaq Şərqdə yerləşir. Bu günə qədər Lovozersky GOK şirkəti Rusiya Federasiyasının ərazisində bu maddənin çıxarılması və istehsalı ilə məşğuldur. Görünür ki, Stalmag şirkəti Rusiyada niobium istehsalı ilə də məşğul olub. O, bu filizin tatar yatağında işlənirdi, lakin 2010-cu ildə bağlanıb.

Onu da əlavə etmək olar ki, Solikamsk maqnezium zavodu niobium oksidinin istehsalı ilə məşğuldur. Loparit konsentratını emal etməklə əldə edirlər. Bu müəssisədə 400-450 tona qədər bu maddə istehsal olunur ki, onun da böyük hissəsi ABŞ, Almaniya kimi ölkələrə ixrac olunur. Qalan oksidin bir hissəsi həm təmiz niobium, həm də onun ərintiləri istehsal edən Çepetski Mexaniki Zavoduna gedir. İldə 100 tona qədər material istehsal etməyə imkan verən əhəmiyyətli imkanlar var.

Niobium metal və onun dəyəri

Bu maddənin əhatə dairəsinin kifayət qədər geniş olmasına baxmayaraq, əsas məqsəd kosmik və nüvə sənayesidir. Bu səbəbdən Nb strateji material kimi təsnif edilir.

Əsas parametrlərniobiumun qiymətinə təsir edir:

• lehimli saflıq, çox miqdarda çirklər qiyməti azaldır;
• materialın çatdırılması forması;
• təchiz olunan materialın həcmi;
• filiz qəbulu məntəqəsinin yeri (müxtəlif bölgələr elementin fərqli miqdarına ehtiyac duyur və buna görə də onun qiyməti fərqlidir).

Moskvada material qiymətlərinin təxmini siyahısı:

• niobium dərəcəli NB-2 qiyməti hər kq üçün 420-450 rubl arasındadır;
• niobium çiplərinin hər kq-ı 500 ilə 510 rubl arasındadır;
• Stab NBSh-00 1 kq üçün 490-500 rubl arasında dəyişir.

Qeyd etmək lazımdır ki, bu məhsulun böyük qiymətinə baxmayaraq, ona tələbat yalnız artır.