Βασικά Νιόβιο

Το νιόβιο είναι ένα ασημί-γκρι μέταλλο που γίνεται ελαφρώς μπλε όταν εκτίθεται στον αέρα σε θερμοκρασία δωματίου. Η εμφάνισή του μοιάζει με γυαλισμένο χάλυβα ή πλατίνα.

Είναι ένα μέταλλο μεταπτώσεως που ανήκει στην Ομάδα V του Περιοδικού Πίνακα με ατομικό βάρος 92,9064 και ατομικό σύμβολο Nb. Έχει 28 ισότοπα με γνωστούς χρόνους ημιζωής και μαζικούς αριθμούς μεταξύ 83 και 110. Το φυσικό νιόβιο είναι το σταθερό του ισότοπο νιόβιο 93.

Το νιόβιο είναι επίσης ένα πυρίμαχο μέταλλο. Τα πυρίμαχα μέταλλα είναι μια ειδική ομάδα μετάλλων που διατηρούν τη σκληρότητα και τη δύναμή τους ακόμη και όταν υποβάλλονται σε ακραία θερμότητα και παρουσιάζουν πολλές άλλες μοναδικές ιδιότητες που τα καθιστούν χρήσιμα για μια σειρά από διαδικασίες παραγωγής. Άλλα πυρίμαχα μέταλλα περιλαμβάνουν:

Βολφράμιο (W)
Μολυβδαίνιο (Mo)
Ταντάλιο (Ta)
Ρήνιο (Re)
Τιτάνιο (Ti)
Αρκετά άλλα εξωτικά μέταλλα
Το νιόβιο δεν μπορεί να βρεθεί μόνο του στη φύση. Αντίθετα, βρίσκεται σε μια ομάδα ορυκτών γνωστή ως ομάδα κολομβίτη-τανταλίτη. Εκτός από τον προφανή κολομβίτη-τανταλίτη, αυτή η ομάδα περιέχει πυροχλώριο, πυροξένιο, τανταλίτη και κολομβίτη, γνωστό και ως κολομβίτη. Μεγάλες ποσότητες νιοβίου έχουν βρεθεί ότι σχετίζονται με πετρώματα πυριτικού άνθρακα (γνωστά και ως ανθρακίτες) και νιοβικό ασβέστιο νατρίου. Μερικά από τα μεγαλύτερα γνωστά κοιτάσματα βρίσκονται στον Καναδά, τη Βραζιλία, τη Ρωσία, τη Νιγηρία και τη Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό.

Αυτά τα μέταλλα περιέχουν επίσης συχνά ταντάλιο. Το νιόβιο και το ταντάλιο μοιράζονται πολλές ιδιότητες, αλλά υπάρχει μια σημαντική διαφορά. Το ταντάλιο είναι περίπου δύο φορές πιο βαρύ από το νιόβιο.

Το νιόβιο είναι επίσης 10 φορές πιο άφθονο από το ταντάλιο στον φλοιό της Γης. Η περιεκτικότητά του στον φλοιό της γης είναι περίπου 17 μέρη ανά εκατομμύριο κατά βάρος ή 3,7 μέρη ανά εκατομμύριο ανά mole. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει περισσότερο νιόβιο στον φλοιό της γης από τον μόλυβδο, αλλά λιγότερο από τον χαλκό. Το κόστος ανά 100 γραμμάρια είναι περίπου 18 δολάρια.

Η διαδικασία που χρησιμοποιείται για την παραγωγή του νιοβίου είναι αρκετά περίπλοκη, κυρίως επειδή πρέπει να διαχωριστεί από το ταντάλιο.

Το νιόβιο μπορεί να διαχωριστεί από αυτές τις άλλες ουσίες σχηματίζοντας ένα οξείδιο και στη συνέχεια αναγωγή του με υδρογόνο και άνθρακα. Η διαδικασία διαχωρισμού χρησιμοποιεί διαλύτες για την εξαγωγή των στοιχείων σε μια διαδικασία υγρού-υγρού και στη συνέχεια καθιζάνει το νιόβιο. Στη συνέχεια, ο επεξεργαστής πρέπει να το ψήσει σε πεντοξείδιο του νιοβίου (Nb2O5), το οποίο στη συνέχεια ανάγεται σε σκόνη χρησιμοποιώντας υδρογόνωση και μεταλλοθερμικές διεργασίες. Η πυροσυσσωμάτωση υπό κενό ή η τήξη με δέσμη ηλεκτρονίων ενοποιεί περαιτέρω και καθαρίζει τη σκόνη.

Μια άλλη μέθοδος λήψης νιοβίου περιλαμβάνει ηλεκτρόλυση τετηγμένων αλάτων ή αναγωγή συμπλοκών φθορίου με τη χρήση δραστικών μετάλλων.

Το νιόβιο είναι συνήθως κράμα με μέταλλα, συμπεριλαμβανομένου του σιδήρου, του νικελίου και του κοβαλτίου, πριν από τη χρήση.