Ниобийди колдонуу. Россияда ниобий өндүрүү

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Ниобий тантал сыяктуу зат менен ажырагыс байланышта экенинен баштоо керек. Бул материалдар бир убакта ачылбаганына карабастан.

Ниобий деген эмне

Бүгүнкү күндө ниобий сыяктуу зат жөнүндө эмне белгилүү? Ал мезгилдик системанын 5-тобунда жайгашкан, атомдук номери 41, ошондой эле атомдук массасы 92,9 болгон химиялык элемент. Башка металлдар сыяктуу эле бул зат да болот-боз жылтылдуулугу менен мүнөздөлөт.

Бул металлдын эң маанилүү физикалык параметрлеринин бири анын отко чыдамдуулугу болгон. Дал ушул өзгөчөлүгүнөн улам ниобийди колдонуу өнөр жайдын көптөгөн тармактарында кеңири жайылган. Бул заттын эрүү температурасы 2468 градус Цельсий жана кайноо температурасы 4927 градус Цельсий.

Бул заттын химиялык касиеттери да жогорку деңгээлде. Ал терс температураларга, ошондой эле эң агрессивдүү чөйрөлөргө жогорку туруктуулугу менен мүнөздөлөт.

Өндүрүш

Айта кетсек, Nb (ниобий) элементин камтыган руданын болушу танталга караганда алда канча көп, бирок маселе бул рудадагы элементтин өзүнүн курамынын жетишсиздигинде.

Көбүнчө бул элементти алуу үчүн алюминий же кремний катышкан термикалык калыбына келтирүү процесси жүргүзүлөт. Бул операциянын натыйжасында феррониобий жана ферротанталониобий бирикмелери алынат. Белгилей кетсек, бул заттын металлдык түрүн өндүрүү ошол эле рудадан жүргүзүлөт, бирок татаалыраак технология колдонулат. Ниобий тигелдери жана башка материалдар абдан жогорку өндүрүмдүүлүгү менен мүнөздөлөт.

Ниобийди алуу ыкмалары

Учурда бул материалды алуу үчүн эң өнүккөн багыттардын бири алюминотермиялык, натрий-термикалык жана карботермиялык болуп саналат. Бул түрлөрдүн ортосундагы айырма ниобийди азайтуу үчүн колдонулган прекурсорлордо да болот. Айталы, K2NbF7 натрий термикалык ыкмасында колдонулат. Бирок, мисалы, алюминотермикалык ыкмада ниобий пентоксиди колдонулат.

Алуунун карботермикалык ыкмасы жөнүндө айта турган болсок, анда бул технология Nb көө менен аралаштырууну билдирет. Бул процесс жогорку температура жана суутек чөйрөсүндө болушу керек. Бул операциянын натыйжасында ниобий карбиди алынат. Экинчи этап - суутек чөйрөсү вакуумга алмаштырылып, температура сакталат. Бул учурда, ниобий карбидианын оксиди кошулуп, металлдын өзү алынат.

Өндүрүлгөн металлдын түрлөрүнүн арасында куймалардагы ниобий кеңири таралганын белгилей кетүү маанилүү. Бул продукт металл негизин эритмесин, ошондой эле ар кандай башка жарым фабрикаттарды өндүрүү үчүн арналган.

Бул материалдан таякча да чыгарылса болот, ал заттын тазалыгына жараша бир нече категорияга бөлүнөт. Эң аз өлчөмдөгү аралашмалар NBSh-00 деп белгиленген таякчада камтылган. NBSh-0 классы темир, титан жана тантал кремний сыяктуу элементтердин көбүрөөк болушу менен мүнөздөлөт. Эң жогорку ыпластык деңгээли бар категория NBSh-1. Кошумчалай кетсек, куймалардагы ниобийдин мындай классификациясы жок.

Альтернативдик өндүрүш ыкмалары

Альтернативалык методдорго тигелсиз электрон нурунун зонасын эритүү кирет. Бул процесс Nb монокристаллдарын алууга мүмкүндүк берет. Бул ыкма менен ниобий тигелдери өндүрүлөт. Бул порошок металлургиясына таандык. Ал адегенде бул материалдын эритмесин, андан кийин анын таза үлгүсүн алуу үчүн колдонулат. Бул ыкманын болушу ниобийди сатып алуу боюнча жарнактар абдан кеңири таралган. Бул ыкма таза металлды алуу үчүн бир топ кыйын руданы же андан концентратты эмес, экинчилик сырьёну колдонууга мүмкүндүк берет.

Дагы бир альтернативдүү өндүрүш ыкмасы - ниобийди прокаттоо. Бул ар кандай фирмалардын көбү берет белгилей кетүү керекшыргыйларды, зымдарды же металлды сатып алуу.

Оролон жана фольга

Бул материалдан жасалган фольга кеңири таралган жарым фабрикат болуп саналат. Бул бул заттын эң жука прокат барагы. Бул чийки зат кээ бир буюмдарды жана тетиктерди өндүрүү үчүн колдонулат. Ниобий фольгасы таза чийки заттан Nb куймаларын муздак прокаттоо менен алынат. Алынган продуктылар коррозияга, агрессивдүү чөйрөгө жана жогорку температурага жогорку туруктуулук сыяктуу көрсөткүчтөр менен мүнөздөлөт. Ниобийди жана анын куймаларын прокаттоо буюмдун эскирүүгө туруктуулугун, жогорку ийкемдүүлүктү жана жакшы иштетүүгө жөндөмдүүлүгүн берет.

Ушундай жол менен алынган продуктулар көбүнчө учак жасоо, ракета илими, медицина (хирургия), радиотехника, электротехника, атомдук энергетика, ядролук энергетика сыяктуу тармактарда колдонулат. Ниобий фольгасы катушкаларга салынып, кургак, нымдуулуктан корголгон, ошондой эле сырттан механикалык таасирлерден корголгон жерде сакталат.

Электроддордо жана эритмелерде колдонуу

Ниобийди колдонуу абдан кеңири таралган. Бул электроддорду жасоо үчүн колдонулган темир эритмесинин бир бөлүгү болгон материал катары, хром жана никель сыяктуу колдонсо болот. Ниобий, тантал сыяктуу, өтө катуу карбид түзө алгандыктан, ал көбүнчө катуу эритмелерди өндүрүү үчүн колдонулат. Сиз бул материал менен учурда сыналып жаткан нерсени кошо аласызтүстүү металлдардан алынган эритмелердин касиеттерин жакшыртуу.

Ниобий карбид элементтерин түзүүгө жөндөмдүү чийки зат болгондуктан, ал тантал сыяктуу болот өндүрүүдө легирлөөчү аралашма катары колдонулат. Белгилей кетсек, узак убакыт бою ниобийди танталга аралашма катары колдонуу терс таасир катары саналып келген. Бирок, бүгүнкү күндө пикир өзгөрдү. Nb танталдын ордун алмаштыра алаары аныкталды жана чоң ийгилик менен, анткени атомдук массанын аздыгынан буюмдун бардык эски өзгөчөлүктөрүн жана эффекттерин сактап, азыраак зат колдонулушу мүмкүн.

Электрдик колдонмолор

Белгилей кетүүчү нерсе, ниобийди анын бир тууганы тантал сыяктуу эле, бир полярдуу өткөргүчтүк касиетке ээ болгондугунан, башкача айтканда, бул заттар электр тогун бир гана багытта өткөргөндүктөн түзөткүчтө колдонуу мүмкүн.. Бул металлды жогорку кубаттуулуктагы генераторлордо жана күчөткүч түтүктөрдө колдонулган аноддор сыяктуу түзүлүштөрдү жасоо үчүн колдонууга болот.

Ниобийди колдонуу атомдук энергетика тармагына жеткендигин белгилей кетүү абдан маанилүү. Бул өнөр жайда бул заттан жасалган буюмдар структуралык материалдар катары колдонулат. Бул мүмкүн болду, анткени бөлүктөрдө Nb болушу аларды ысыкка туруктуу кылып, ошондой эле химиялык туруктуулуктун жогорку сапаттарын берет.

Бул металлдын эң сонун физикалык мүнөздөмөлөрү анын ракеталык технологияда, реактивдүү учактарда кеңири колдонулушуна алып келди.учак, газ турбиналарында.

Орусияда ниобий өндүрүү

Эгерде бул руданын запасы жөнүндө айта турган болсок, анда бардыгы болуп 16 миллион тоннага жакын бар. Эң чоң кен, жалпы көлөмүнүн болжол менен 70% ээлейт, Бразилияда жайгашкан. Россиянын аймагында бул руданын запастарынын болжол менен 25% жайгашкан. Бул көрсөткүч ниобийдин бардык запастарынын олуттуу бөлүгү болуп эсептелет. Бул заттын ири кени Чыгыш Сибирде, ошондой эле Ыраакы Чыгышта жайгашкан. Бүгүнкү күнгө чейин, Lovozersky GOK компаниясы Россия Федерациясынын аймагында бул затты казып алуу жана өндүрүү менен алектенет. Сталмаг компаниясы Орусияда ниобий өндүрүү менен да алектенгенин көрүүгө болот. Ал бул руданын татар кенин иштетип жаткан, бирок 2010-жылы жабылган.

Соликамскидеги магний комбинаты ниобий кычкылын алуу менен алектенет деп да кошууга болот. Алар лопарит концентратын кайра иштетүүдөн алышат. Бул ишканада 400 тоннадан 450 тоннага чейин бул зат өндүрүлүп, анын көбү АКШ, Германия сыяктуу өлкөлөргө экспорттолот. Калган оксиддин бир белугу таза ниобийди да, анын эритмелерин да чыгара турган Чепецкийдеги механикалык заводго кетет. Жылына 100 тоннага чейин материал өндүрүүгө мүмкүндүк берүүчү олуттуу кубаттуулуктар бар.

Нобий металлы жана анын баасы

Бул заттын масштабы кыйла кенен экендигине карабастан, негизги максаты космостук жана атомдук өнөр жай. Ушул себептен улам, Nb стратегиялык материал катары классификацияланган.

Негизги параметрлериниобийдин баасына таасир этет:

• эритме тазалыгы, көп сандагы аралашмалар бааны төмөндөтөт;
• материалды жеткирүү формасы;
• берилген материалдын көлөмү;
• руданы кабыл алуу пунктунун жайгашкан жери (ар кайсы аймактарга элементтин ар кандай көлөмү керек, андыктан анын баасы ар башка).

Москвадагы материалдык баанын болжолдуу тизмеси:

• ниобий сорту NB-2 бир кг үчүн 420-450 рублга чейин турат;
• ниобий чипсинин баасы 1 кг үчүн 500дөн 510 рублга чейин;
• Stab NBSh-00 1 кг үчүн 490 сомдон 500 рублга чейин турат.

Белгилей кетчү нерсе, бул буюмдун кымбаттыгына карабастан, ага суроо-талап уламдан-улам өсүп жатат.