تطبيق النيوبيوم. إنتاج النيوبيوم في روسيا

من الجدير بالبدء في حقيقة أن النيوبيوم مرتبط ارتباطًا وثيقًا بمادة مثل التنتالوم. هذا على الرغم من حقيقة أن هذه المواد لم تكن متوفرة في نفس الوقت.

ما هو النيوبيوم

ما هو معروف عن هذا اليومالمادة ، مثل النيوبيوم؟ وهو عنصر كيميائي موجود في المجموعة الخامسة من الجدول الدوري ، وله رقم ذري 41 ، وكذلك الكتلة الذرية 92.9. مثل العديد من المعادن الأخرى ، تتميز هذه المادة بريق من الفولاذ الرمادي.

واحدة من أهم المعالم الماديةهذا المعدن أصبح من الحراريات. وبفضل هذه الخاصية ، أصبح استخدام النيوبيوم واسع الانتشار في العديد من الصناعات. نقطة الانصهار لهذه المادة هي 2468 درجة مئوية ، ونقطة الغليان هي 4927 درجة مئوية.

الخصائص الكيميائية لهذه المادة هي أيضاهي على مستوى عال. يتميز بمستوى عالٍ من المقاومة لتأثيرات درجات الحرارة السلبية ، بالإضافة إلى تأثير معظم وسائل الإعلام العدوانية.

إنتاج

تجدر الإشارة إلى أن وجود خام يحتوي على عنصر Nb (نيوبيوم) هو أكثر بكثير من التي تحتوي على التنتالوم ، ولكن المشكلة هي ندرة محتوى العنصر في هذا الخام.

في أغلب الأحيان للحصول على هذا العنصر ،يتم إجراء عملية التخفيض الحراري ، حيث يشارك الألومنيوم أو السليكون. نتيجة لهذه العملية ، يتم الحصول على مركبات من ferroniobium و ferrotanalonibia. تجدر الإشارة إلى أن النسخة المعدنية من هذه المادة يتم إنتاجها من نفس الركاز ، ولكن يتم استخدام تقنية أكثر تعقيدًا. تتميز بوتقات النيوبيوم والمواد الأخرى التي يتم الحصول عليها بخصائص أداء عالية جدًا.

طرق الحصول على النيوبيوم

حاليا ، بعض من أكثرها تطورااتجاهات إنتاج هذه المواد هي ألومينيتمميك ، صوديوم حراري و carbothermic. الفرق بين هذه الأنواع هو أيضا في السلائف ، والتي تستخدم لاستعادة النيوبيوم. على سبيل المثال ، في طريقة الصوديوم الحرارية ، يتم استخدام K2NbF7. ولكن ، على سبيل المثال ، باستخدام طريقة aluminothermic ، يتم استخدام خام أكسيد النيوبيوم.

إذا تحدثنا عن طريقة carbothermicهذه التكنولوجيا تنطوي على خلط ملحوظة مع السخام. يجب تنفيذ هذه العملية في درجة حرارة عالية ووسط هيدروجين. نتيجة لهذه العملية ، سيتم الحصول على كربيد النيوبيوم. المرحلة الثانية هي استبدال وسيط الهيدروجين بميكروفون واحد ، والحفاظ على درجة الحرارة. في تلك اللحظة ، يتم إضافة أكسيدها إلى كربيد النيوبيوم ويتم إنتاج المعدن نفسه.

من المهم أن نلاحظ أن من بين الأشكال المنتجةالمعدن هو النيوبيوم شائع جدا في سبائك. هذا المنتج معد لإنتاج سبيكة على أساس المعدن ، بالإضافة إلى منتجات أخرى شبه نهائية متنوعة.

أيضا ، يمكن إنتاج موظفي هذه المواد ،الذي ينقسم إلى عدة فئات اعتمادا على نقاء المادة. أقل كمية من الشوائب موجودة في الشريط مع وضع علامة NBSH-00. تتميز فئة NBSH-0 بوجود عدد أكبر من العناصر مثل الحديد ، التيتانيوم ، السيليكون التنتالوم. الفئة التي تحتوي على أعلى مؤشر للانجاسة ، NBS-1. يمكن أن يضاف أن النيوبيوم في سبيكة لا يحتوي على مثل هذا التصنيف.

طرق بديلة للإنتاج

طرق بديلة تشملشعاع الإلكترون خالية من بوتقة. هذه العملية تسمح للمرء بالحصول على بلورات مفردة من Nb. يتم إنتاج بوتقات النيوبيوم باستخدام هذه الطريقة. يشير إلى ميتالورجيا المساحيق. يتم استخدامه لأول مرة للحصول على سبيكة من هذه المواد ، وبعد وعينة نقية. تسبب وجود هذه الطريقة في تكرار حدوث إعلانات حول شراء النيوبيوم. هذه الطريقة تسمح لك بإستخدام المعدن النقي ليس الخام نفسه ، الذي يصعب استخراجه ، أو التركيز عليه ، والمواد الخام الثانوية.

إلى طريقة بديلة أخرى للإنتاجيمكن أن يعزى إلى استئجار النيوبيوم. تجدر الإشارة إلى أن معظم الشركات المختلفة تفضل شراء قضبان أو أسلاك أو صفائح معدنية.

المتداول واحباط

احباط هذه المواد هومنتج شبه منتهي إلى حد ما. هو أنحف ورقة من المعدن المدلفن من هذه المادة. يتم استخدام هذه المواد الخام لإنتاج بعض المنتجات وقطع الغيار. يتم الحصول على رقائق النيوبيوم من المواد الخام النقية عن طريق التدحرج البارد للسبائك النيابة. تتميز المنتجات التي تم الحصول عليها بمؤشرات مثل مقاومة عالية للتآكل ، والبيئة العدوانية ، وكذلك ارتفاع درجة الحرارة. كما يعطي إيجار النيوبيوم وسبائكه خصائص مثل مقاومة المنتج للارتداء ، ليونة عالية ، وقابلية تشغيل جيدة.

المنتجات التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة ، في معظم الأحيانوهي تستخدم في مجالات مثل بناء الطائرات وهندسة الصواريخ والطب (الجراحة) والهندسة اللاسلكية والهندسة الكهربائية والطاقة النووية والطاقة النووية. يتم تعبئة رقائق النيوبيوم في ملفات وتخزينها في مكان جاف محمي من الرطوبة وفي مكان محمي من التأثير الميكانيكي من الجانب.

التطبيق في الأقطاب الكهربائية والسبائك

استخدام النيوبيوم واسع الانتشار. يمكن استخدامه ، مثل الكروم والنيكل ، كمواد تعتبر جزءًا من سبيكة الحديد المستخدمة لإنتاج الأقطاب الكهربائية. يرجع ذلك إلى حقيقة أن النيوبيوم والتنتالوم، وما شابه ذلك، قادر على تشكيل كربيد سوبيرهارد، وغالبا ما يستعمل لإنتاج سبائك المفرطة الصلابة. ويمكن أن يضاف أن محاولة الآن تستخدم هذه المواد لتحسين خصائص سبائك المستمدة من المعادن غير الحديدية.

منذ النيوبيوم هو مادة خام قادرة علىإنشاء عناصر كربيد، هو، كما يستخدم التنتالوم على شكل مزيج إشابة في إنتاج الصلب. وتجدر الإشارة إلى أن لفترة طويلة، واستخدام النيوبيوم إلى التنتالوم باعتبارها تعتبر نجاسة أثر سلبي. ومع ذلك ، اليوم قد تغير الرأي. وقد تبين أن ملحوظة يمكن أن يكون بديلا للالتنتالوم، مع نجاحا كبيرا، منذ أقل من المواد يمكن استخدامها بسبب الكتلة الذرية أقل، وحفظ كافة الميزات القديمة والآثار المترتبة على المنتج.

تطبيق في الهندسة الكهربائية

ينبغي التأكيد على أن استخدام النيوبيوم ، وكذلكشقيقه التنتالوم ، وربما في المعدلات ، وذلك بسبب حقيقة أن لديهم خاصية التوصيل أحادي القطب ، وهذا هو ، تدفق هذه المواد كهربائيا في اتجاه واحد فقط. من الممكن استخدام هذا المعدن لإنشاء أجهزة مثل الأنودات التي تستخدم في المولدات القوية والمصابيح المكبرة.

من المهم جدا ملاحظة أن استخدام النيوبيوم تم التوصل إليهوإلى الطاقة النووية. في هذه الصناعة ، يتم استخدام المنتجات المصنوعة من هذه المادة كمواد هيكلية. وقد أصبح هذا ممكنا لأن وجود ملحوظة في التفاصيل يجعلها مقاومة للحرارة، وكذلك يعطيهم جودة عالية من المقاومة للمواد الكيمائية.

وقد أدت الخصائص الفيزيائية الممتازة لهذا المعدن إلى حقيقة أنه يستخدم على نطاق واسع في تكنولوجيا الصواريخ ، في الطائرات النفاثة ، في التوربينات الغازية.

إنتاج النيوبيوم في روسيا

إذا كنا نتحدث عن احتياطيات هذا الخام ، ثم كل شيءهناك حوالي 16 مليون طن. أكبر حقل، وتحتل حوالي 70٪ من المجموع، في البرازيل. على أراضي روسيا، ومع ذلك، فهو يقع في حوالي 25٪ من احتياطيات خام. يعتبر هذا الرقم جزءا هاما من جميع احتياطيات النيوبيوم. أكبر إيداع لهذه المادة هو في شرق سيبيريا ، وكذلك في الشرق الأقصى. اليوم ، في إقليم الاتحاد الروسي ، يشارك Lovozersky GOK في استخراج وإنتاج هذه المادة. من الجدير بالذكر أن شركة Stalmag كانت تشارك أيضًا في إنتاج النيوبيوم في روسيا. قامت بتطوير الوديعة التترية لهذا الخام ، ولكن في عام 2010 كانت مغلقة.

يمكنك أيضا إضافة أن Solikamsk المغنيسيوميعمل المصنع في إنتاج أكسيد النيوبيوم. أنها تتلقى ، وتجهيز loparitovyj مركزا. تنتج هذه الشركة من 400 إلى 450 طنًا من هذه المادة ، والتي يتم تصدير معظمها إلى دول مثل الولايات المتحدة وألمانيا. وينتقل جزء من الأكسيد المتبقي إلى محطة Chepetsky الميكانيكية ، التي تنتج كل من النيوبيوم النقي وسبائكه. هناك قدرات كبيرة تسمح بإنتاج ما يصل إلى 100 طن من المواد كل عام.

معدن النيوبيوم وتكلفته

على الرغم من حقيقة أن نطاق هذه المادة واسع للغاية ، فإن الهدف الرئيسي هو الفضاء والصناعة النووية. لهذا السبب ، يشير Nb إلى المواد الاستراتيجية.

المعلمات الرئيسية التي تؤثر على تكلفة النيوبيوم:

• نقاوة سبيكة ، عدد كبير من الشوائب يخفض السعر ؛
• شكل تسليم المواد ؛
• كميات من المواد المقدمة ؛
• موقع نقطة استقبال الركاز (تحتاج المناطق المختلفة إلى عدد مختلف من العناصر ، وبالتالي يختلف سعره).

قائمة تقريبية لأسعار المواد في موسكو:

• نيوبيوم العلامة التجارية NB-2 في حدود 420-450 روبل لكل كيلوغرام ؛
• تكلفة الحلاقة النيوبيوم من 500 إلى 510 روبل لكل كجم ؛
• يتكلف موظفو العلامة التجارية NBSH-00 من 490 إلى 500 روبل للكيلوغرام الواحد.

تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من التكلفة الهائلة لهذا المنتج ، إلا أن الطلب عليه يزيد فقط.