Niobio pagrindai

Niobis yra sidabriškai pilkas metalas, kuris, veikiamas kambario temperatūros oro, tampa šiek tiek mėlynas. Jo išvaizda panaši į poliruotą plieną arba platiną.

Tai pereinamasis metalas, priklausantis V periodinės lentelės grupei, kurio atominė masė yra 92,9064, o atominis simbolis Nb. Jame yra 28 izotopai, kurių pusinės eliminacijos laikas ir masės skaičiai yra nuo 83 iki 110. Natūralus niobis yra jo stabilus izotopas niobis 93.

Niobis taip pat yra ugniai atsparus metalas. Ugniai atsparūs metalai yra speciali metalų grupė, kuri išlaiko savo kietumą ir stiprumą net ir esant dideliam karščiui bei pasižymi keliomis kitomis unikaliomis savybėmis, dėl kurių jie yra naudingi įvairiuose gamybos procesuose. Kiti ugniai atsparūs metalai apima:

Volframas (W)
Molibdenas (Mo)
Tantalas (Ta)
Renis (Re)
Titanas (Ti)
Keletas kitų egzotiškų metalų
Vieno niobio gamtoje negalima rasti. Vietoj to, jis randamas mineralų grupėje, vadinamoje kolumbito-tantalito grupe. Be akivaizdaus kolumbito-tantalito, šioje grupėje yra pirochloro, pirokseno, tantalito ir kolumbito, dar žinomo kaip kolumbitas. Nustatyta, kad dideli niobio kiekiai yra susiję su anglies silikatinėmis uolienomis (dar vadinamomis karbonatitais) ir natrio kalcio niobatu. Vieni didžiausių žinomų telkinių yra Kanadoje, Brazilijoje, Rusijoje, Nigerijoje ir Kongo Demokratinėje Respublikoje.

Šiuose mineraluose taip pat dažnai yra tantalo. Niobis ir tantalas turi daug savybių, tačiau yra vienas esminis skirtumas. Tantalas yra maždaug dvigubai sunkesnis už niobį.

Niobio taip pat yra 10 kartų daugiau nei tantalo žemės plutoje. Jo kiekis žemės plutoje yra apie 17 milijonų dalių pagal svorį arba 3,7 milijono dalių pagal molį. Tai reiškia, kad niobio žemės plutoje yra daugiau nei švino, bet mažiau nei vario. 100 gramų kaina yra apie 18 dolerių.

Niobio gamybos procesas yra gana sudėtingas, daugiausia todėl, kad jį reikia atskirti nuo tantalo.

Niobį nuo šių kitų medžiagų galima atskirti sudarant oksidą ir redukuojant jį vandeniliu ir anglimi. Atskyrimo procese naudojami tirpikliai elementams ekstrahuoti skysčio-skysčio procese, o tada nusodinamas niobis. Tada procesorius turi jį iškepti iki niobio pentoksido (Nb2O5), kuris vėliau, naudojant hidrinimo ir metaloterminius procesus, paverčiamas milteliais. Vakuuminis sukepinimas arba lydymas elektronų pluoštu dar labiau sutvirtina ir išvalo miltelius.

Kitas niobio gavimo būdas apima išlydytų druskų elektrolizę arba fluoro kompleksų redukciją naudojant reaktyvius metalus.

Prieš naudojimą niobis paprastai legiruojamas su metalais, įskaitant geležį, nikelį ir kobaltą.