Ниобий

Производство

Руды ниобия - обычно комплексные и бедны ниобием, хотя их запасы намного превосходят запасы руд тантала. Рудные концентраты содержат Nb₂O₅: пирохлоровые - не менее 37%, лопаритовые - 8%, колумбитовые - 30-60%. Большую их часть перерабатывают алюмино- или силикотермическим восстановлением на феррониобий (40-60% ниобия) и ферротанталониобий. Металлический ниобий получают из рудных концентратов по сложной технологии в три стадии: 1) вскрытие концентрата, 2) разделение ниобия и тантала и получение их чистых химические соединений, 3) восстановление и рафинирование металлического ниобия и его сплавов.

Основные промышленные методы производства ниобия и сплавов - алюминотермический, натриетермический, карботермический: из смеси Nb₂O₅ и сажи вначале получают при 1800 °С в атмосфере водорода карбид, затем из смеси карбида и оксид (V) при 1800-1900 °С в вакууме - металл; для получения сплавов ниобия в эту смесь добавляют оксиды легирующих металлов; по другому варианту ниобий восстанавливают при высокой температуре в вакууме непосредственно из Nb₂O₅ сажей. Натриетермическим способом ниобий восстанавливают натрием из K₂NbF₇, алюминотермическим - алюминием из Nb₂O₅.

Компактный металл (сплав) производят методами порошковой металлургии, спекая спрессованные из порошков штабики в вакууме при 2300 °С, либо электроннолучевой и вакуумной дуговой плавкой; монокристаллы ниобия высокой чистоты - бестигельной электроннолучевой зонной плавкой.

Одним из методов очистки ниобия, является электрорафинирование в солевом расплаве. В этом методе, черновой ниобий погружается в электролит состоящий из смеси расплавленных хлоридов (иногда фторидов) металлов и является анодом. На катоде, при пропускании тока, выделяется чистый металл. Вид осадка, зависит от многих факторов (плотность тока, состав электролита, температура и т.п.). Обычно, таким методом получают порошки металла, которые затем применяются в электротехнике (производство конденсаторов).