Osnove niobija

Niobij je srebrno siva kovina, ki postane rahlo modra, ko je izpostavljena zraku pri sobni temperaturi. Njegov videz je podoben poliranemu jeklu ali platini.

Je prehodna kovina, ki spada v skupino V periodnega sistema z atomsko maso 92,9064 in atomskim simbolom Nb. Ima 28 izotopov z znanimi razpolovnimi dobami in masnimi števili med 83 in 110. Naravni niobij je njegov stabilni izotop niobij 93.

Niobij je tudi ognjevzdržna kovina. Ognjevzdržne kovine so posebna skupina kovin, ki ohranijo svojo trdoto in trdnost, tudi če so izpostavljene ekstremni vročini, in kažejo številne druge edinstvene lastnosti, zaradi katerih so uporabne za vrsto proizvodnih procesov. Druge ognjevzdržne kovine vključujejo:

Volfram (W)
molibden (Mo)
Tantal (Ta)
Renij (Re)
Titan (Ti)
Več drugih eksotičnih kovin
Niobija v naravi ni mogoče najti samega. Namesto tega ga najdemo v skupini mineralov, znani kot skupina kolumbita-tantalita. Poleg očitnega kolumbita-tantalita ta skupina vsebuje piroklor, piroksen, tantalit in kolumbit, znan tudi kot kolumbit. Ugotovljeno je bilo, da so velike količine niobija povezane z ogljikovimi silikatnimi kamninami (znanimi tudi kot karbonatiti) in natrijevim kalcijevim niobatom. Nekatera največja znana nahajališča se nahajajo v Kanadi, Braziliji, Rusiji, Nigeriji in Demokratični republiki Kongo.

Ti minerali pogosto vsebujejo tudi tantal. Niobij in tantal imata veliko lastnosti, vendar obstaja ena velika razlika. Tantal je približno dvakrat težji od niobija.

Niobija je tudi 10-krat več kot tantala v zemeljski skorji. Njegova vsebnost v zemeljski skorji je približno 17 delcev na milijon teže ali 3,7 delcev na milijon glede na mol. To pomeni, da je v zemeljski skorji več niobija kot svinca, a manj kot bakra. Cena za 100 gramov je približno 18 dolarjev.

Postopek za proizvodnjo niobija je precej zapleten, predvsem zato, ker ga je treba ločiti od tantala.

Niobij je mogoče ločiti od teh drugih snovi tako, da tvori oksid in ga nato reducira z vodikom in ogljikom. Postopek ločevanja uporablja topila za ekstrakcijo elementov v procesu tekoče-tekoče in nato obori niobij. Procesor ga mora nato speči v niobijev pentoksid (Nb2O5), ki se nato s hidrogeniranjem in metalotermičnimi postopki reducira v prah. Vakuumsko sintranje ali taljenje z elektronskim žarkom dodatno utrdi in očisti prah.

Druga metoda pridobivanja niobija vključuje elektrolizo staljenih soli ali redukcijo fluorovih kompleksov z uporabo reaktivnih kovin.

Niobij je pred uporabo običajno legiran s kovinami, vključno z železom, nikljem in kobaltom.