Uso de nióbio. Produção de nióbio na Rússia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Vale a pena começar com o fato de que o nióbio está inextricavelmente ligado a uma substância como o tântalo. Isso apesar do fato de que esses materiais não foram abertos ao mesmo tempo.

O que é nióbio

O que se sabe hoje sobre uma substância como o nióbio? É um elemento químico que está localizado no 5º grupo da tabela periódica, com número atômico de 41 e massa atômica de 92,9. Como muitos outros metais, essa substância é caracterizada por um brilho cinza-aço.

Um dos parâmetros físicos mais importantes deste metal era sua refratariedade. É devido a essa característica que o uso do nióbio se tornou difundido em muitas indústrias. O ponto de fusão desta substância é 2468 graus Celsius e o ponto de ebulição é 4927 graus Celsius.

As propriedades químicas desta substância também estão em alto nível. Caracteriza-se por um alto nível de resistência a temperaturas negativas, bem como aos ambientes mais agressivos.

Produção

Vale ress altar que a presença do minério que contém o elemento Nb (nióbio) é muito maior que a do tântalo, mas o problema está na escassez do conteúdo do próprio elemento nesse minério.

Na maioria das vezes, para obter este elemento, é realizado um processo de redução térmica, no qual está envolvido alumínio ou silício. Como resultado desta operação, são obtidos compostos de ferronióbio e ferrotantalonióbio. Vale ress altar que a produção de uma versão metálica dessa substância é realizada a partir do mesmo minério, mas é utilizada uma tecnologia mais complexa. Cadinhos de nióbio e outros materiais resultantes são caracterizados por um desempenho muito alto.

Métodos para obtenção de nióbio

Atualmente, uma das áreas mais desenvolvidas para obtenção deste material são a aluminotérmica, sódio-térmica e carbotérmica. A diferença entre esses tipos também está nos precursores que são usados para reduzir o nióbio. Digamos que K2NbF7 seja usado no método térmico de sódio. Mas, por exemplo, no método aluminotérmico, utiliza-se o pentóxido de nióbio.

Se falarmos sobre o método carbotérmico de obtenção, então esta tecnologia implica a mistura de Nb com fuligem. Este processo deve ocorrer em um ambiente de alta temperatura e hidrogênio. Como resultado desta operação, obter-se-á carboneto de nióbio. A segunda etapa é que o meio de hidrogênio é substituído por um de vácuo e a temperatura é mantida. Neste ponto, para o carbeto de nióbioseu óxido é adicionado e o próprio metal é obtido.

É importante notar que entre as formas de metal produzido, o nióbio em lingotes é bastante comum. Este produto destina-se à produção de ligas de base metálica, bem como vários outros produtos semi-acabados.

Também pode ser produzido um bastão desse material, que é dividido em várias categorias, dependendo da pureza da substância. A menor quantidade de impurezas está contida na haste rotulada NBSh-00. A classe NBSh-0 é caracterizada por uma maior presença de elementos como ferro, titânio e silício de tântalo. A categoria que possui a maior taxa de impureza é a NBSh-1. Pode-se acrescentar que o nióbio em lingotes não possui tal classificação.

Métodos de produção alternativos

Métodos alternativos incluem fusão por zona de feixe de elétrons sem cadinho. Este processo permite obter cristais simples de Nb. Cadinhos de nióbio são produzidos usando este método. Pertence à metalurgia do pó. Ele é usado para obter primeiro uma liga desse material e depois sua amostra pura. A presença desse método fez com que os anúncios de compra de nióbio fossem bastante comuns. Este método permite não usar o minério em si, que é bastante difícil de extrair, ou um concentrado dele, mas matérias-primas secundárias para obter o metal puro.

Outro método alternativo de produção é a laminação de nióbio. Vale a pena notar que a maioria das várias empresas dápreferência pela compra de varetas, arames ou chapas metálicas.

Enrolado e laminado

A folha deste material é um produto semi-acabado bastante comum. É a folha enrolada mais fina desta substância. Esta matéria-prima é utilizada para a produção de alguns produtos e peças. A folha de nióbio é obtida a partir de matérias-primas puras por laminação a frio de lingotes de Nb. Os produtos resultantes são caracterizados por indicadores como alta resistência à corrosão, ambientes agressivos e altas temperaturas. A laminação do nióbio e seus lingotes também conferem características como resistência ao desgaste do produto, alta ductilidade e boa usinabilidade.

Os produtos obtidos desta forma são mais frequentemente usados em áreas como fabricação de aeronaves, ciência de foguetes, medicina (cirurgia), engenharia de rádio, engenharia elétrica, energia nuclear, energia nuclear. A folha de nióbio é embalada em bobinas e armazenada em local seco, protegido da umidade, bem como em local protegido de impactos mecânicos externos.

Aplicação em eletrodos e ligas

O uso de nióbio é muito difundido. Ele pode ser usado, como o cromo e o níquel, como material que faz parte da liga de ferro usada na fabricação de eletrodos. Devido ao fato de que o nióbio, como o tântalo, é capaz de formar um carboneto superduro, é frequentemente usado para produzir ligas superduras. Você pode adicionar o que está sendo testado com este materialmelhorar as propriedades de ligas derivadas de metais não ferrosos.

Como o nióbio é uma matéria-prima capaz de criar elementos de metal duro, ele, como o tântalo, é usado como uma mistura de liga na produção de aço. Deve-se notar que por muito tempo o uso de nióbio como impureza ao tântalo foi considerado um efeito negativo. No entanto, hoje a opinião mudou. Verificou-se que o Nb pode atuar como substituto do tântalo, e com grande sucesso, pois devido à menor massa atômica, menos substância pode ser utilizada, mantendo todas as características e efeitos antigos do produto.

Aplicações elétricas

Vale ress altar que o uso do nióbio, assim como seu irmão tântalo, é possível em retificadores, devido ao fato de possuírem a propriedade de condutividade unipolar, ou seja, essas substâncias passam a corrente elétrica em apenas um sentido. É possível usar este metal para criar dispositivos como ânodos, que são usados em geradores de alta potência e tubos amplificadores.

É muito importante notar que o uso de nióbio atingiu a indústria de energia nuclear. Nesta indústria, os produtos feitos a partir desta substância são utilizados como materiais estruturais. Isso é possível porque a presença de Nb nas peças as torna resistentes ao calor e também lhes confere altas qualidades de resistência química.

As excelentes características físicas deste metal fazem com que seja bastante utilizado na tecnologia de foguetes, em jatosaeronaves, em turbinas a gás.

Produção de nióbio na Rússia

Se falarmos das reservas desse minério, são cerca de 16 milhões de toneladas no total. A maior jazida, ocupando aproximadamente 70% do volume total, está localizada no Brasil. No território da Rússia, cerca de 25% das reservas desse minério estão localizadas. Este indicador é considerado uma parte significativa de todas as reservas de nióbio. O maior depósito desta substância está localizado na Sibéria Oriental, bem como no Extremo Oriente. Até o momento, a empresa Lovozersky GOK está envolvida na extração e produção desta substância no território da Federação Russa. Pode-se ver que a empresa Stalmag também estava envolvida na produção de nióbio na Rússia. Estava desenvolvendo o depósito tártaro deste minério, mas foi fechado em 2010.

Pode-se acrescentar também que a fábrica de magnésio Solikamsk está envolvida na produção de óxido de nióbio. Eles obtêm-no processando o concentrado de loparita. Essa empresa produz de 400 a 450 toneladas dessa substância, sendo a maior parte exportada para países como Estados Unidos e Alemanha. Parte do óxido restante vai para a Usina Mecânica Chepetsky, que produz tanto nióbio puro quanto suas ligas. Existem capacidades significativas que permitem produzir até 100 toneladas de material por ano.

Niobium metal e seu custo

Apesar do escopo desta substância ser bastante amplo, o principal objetivo é a indústria espacial e nuclear. Por isso, o Nb é classificado como material estratégico.

Os principais parâmetros queafetar o custo do nióbio:

• pureza da liga, uma grande quantidade de impurezas reduz o preço;
• formulário de entrega de material;
• volumes de material fornecido;
• localização do ponto de recebimento do minério (regiões diferentes precisam de quantidades diferentes do elemento e, portanto, o preço é diferente).

Lista aproximada de preços de materiais em Moscou:

• nióbio grau NB-2 custa entre 420-450 rublos por kg;
• chips de nióbio custam de 500 a 510 rublos por kg;
• Stab NBSh-00 custa de 490 a 500 rublos por kg.

Vale a pena notar que, apesar do enorme custo deste produto, a demanda por ele só está aumentando.