A nióbium alapjai

A nióbium egy ezüstszürke fém, amely szobahőmérsékletű levegő hatására enyhén kék színűvé válik. Megjelenése hasonlít a polírozott acélhoz vagy a platinához.

Ez a periódusos rendszer V. csoportjába tartozó átmenetifém, amelynek atomtömege 92,9064 és atomszimbóluma Nb. 28 izotópja ismert, felezési ideje és tömegszáma 83 és 110 között van. A természetes nióbium a nióbium 93 stabil izotópja.

A nióbium szintén tűzálló fém. A tűzálló fémek a fémek speciális csoportját alkotják, amelyek megőrzik keménységüket és szilárdságukat még extrém hőhatás esetén is, és számos egyéb egyedi tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek számos gyártási folyamatban hasznosak lehetnek. Egyéb tűzálló fémek a következők:

Volfrám (W)
Molibdén (Mo)
tantál (Ta)
Rénium (Re)
Titán (Ti)
Számos más egzotikus fém
A nióbium önmagában nem található meg a természetben. Ehelyett a kolumbit-tantalit csoport néven ismert ásványi anyagok csoportjában található. Ez a csoport a nyilvánvaló kolumbit-tantaliton kívül piroklórt, piroxént, tantalitot és kolumbitot, más néven kolumbitot tartalmaz. Nagy mennyiségű nióbiumot találtak szén-szilikát kőzetekkel (más néven karbonatitokkal) és nátrium-kalcium-niobáttal. A legnagyobb ismert lelőhelyek közül néhány Kanadában, Brazíliában, Oroszországban, Nigériában és a Kongói Demokratikus Köztársaságban található.

Ezek az ásványok gyakran tantált is tartalmaznak. A nióbium és a tantál számos tulajdonsággal rendelkezik, de van egy lényeges különbség. A tantál körülbelül kétszer nehezebb, mint a nióbium.

A nióbium 10-szer nagyobb mennyiségben van jelen a földkéregben, mint a tantál. Tartalma a földkéregben körülbelül 17 ppm tömegnyi vagy 3,7 mólrész. Ez azt jelenti, hogy több nióbium van a földkéregben, mint az ólom, de kevesebb, mint a réz. 100 grammonkénti költség körülbelül 18 dollár.

A nióbium előállításának folyamata meglehetősen összetett, főként azért, mert el kell választani a tantáltól.

A nióbium elválasztható ezektől a többi anyagtól úgy, hogy oxidot képez, majd hidrogénnel és szénnel redukálja. Az elválasztási eljárás során oldószereket használnak az elemek kivonására folyadék-folyadék eljárásban, majd kicsapják a nióbiumot. A feldolgozónak ezt követően nióbium-pentoxiddá (Nb2O5) kell sütnie, amelyet ezután hidrogénezéssel és metalloterm eljárással porrá redukálnak. Vákuumos szinterezés vagy elektronsugaras olvasztás tovább szilárdítja és tisztítja a port.

A nióbium előállításának másik módja az olvadt sók elektrolízise vagy a fluorkomplexek redukciója reaktív fémek felhasználásával.

A nióbiumot használat előtt általában fémekkel ötvözik, beleértve a vasat, nikkelt és kobaltot.