የኒዮቢየም አጠቃቀም። በሩሲያ ውስጥ የኒዮቢየም ምርት

2024 ደራሲ ደራሲ: Howard Calhoun | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 10:17

ኒዮቢየም በማይነጣጠል መልኩ እንደ ታንታለም ካሉ ንጥረ ነገሮች ጋር የተቆራኘ በመሆኑ መጀመር ተገቢ ነው። ምንም እንኳን እነዚህ ቁሳቁሶች በተመሳሳይ ጊዜ ያልተከፈቱ ቢሆንም ይህ ነው።

ኒዮቢየም ምንድን ነው

እንደ ኒዮቢየም ስላለው ንጥረ ነገር ዛሬ ምን ይታወቃል? በፔሪዲክ ሠንጠረዥ 5 ኛ ቡድን ውስጥ የሚገኝ ኬሚካላዊ ንጥረ ነገር ነው ፣ የአቶሚክ ቁጥር 41 ፣ እንዲሁም የአቶሚክ ክብደት 92.9 ነው ። እንደሌሎች ብረቶች ሁሉ ይህ ንጥረ ነገር በብረት-ግራጫ አንጸባራቂ ተለይቶ ይታወቃል።

የዚህ ብረት በጣም አስፈላጊ ከሆኑት አካላዊ መመዘኛዎች አንዱ የመለጠጥ ችሎታው ነበር። በብዙ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ የኒዮቢየም አጠቃቀም በስፋት የተስፋፋው በዚህ ባህሪ ምክንያት ነው. የዚህ ንጥረ ነገር የማቅለጫ ነጥብ 2468 ዲግሪ ሴልሺየስ ሲሆን የፈላ ነጥቡ 4927 ዲግሪ ሴልሺየስ ነው።

የዚህ ንጥረ ነገር ኬሚካላዊ ባህሪያትም ከፍተኛ ደረጃ ላይ ይገኛሉ። ለአሉታዊ የአየር ሙቀት መጠን እና እንዲሁም ለአብዛኞቹ ጠበኛ አካባቢዎች በከፍተኛ ደረጃ ይገለጻል።

ምርት

በዚህ ማዕድን ኤንቢ(ኒዮቢየም) የተባለውን ንጥረ ነገር በውስጡ የያዘው ማዕድን ከታንታለም እጅግ የላቀ ቢሆንም ችግሩ ያለው በዚህ ማዕድን ውስጥ ያለው ንጥረ ነገር ይዘት እጥረት ነው።

ብዙ ጊዜ፣ ይህንን ኤለመንት ለማግኘት፣ የሙቀት ቅነሳ ሂደት ይከናወናል፣ ይህም አልሙኒየም ወይም ሲሊከን ይሳተፋል። በዚህ ቀዶ ጥገና ምክንያት ፌሮኒዮቢየም እና ፌሮታንታሎቢየም ውህዶች ይገኛሉ. የዚህ ንጥረ ነገር የብረታ ብረት ስሪት ማምረት የሚከናወነው ከተመሳሳይ ማዕድን ነው, ነገር ግን የበለጠ ውስብስብ ቴክኖሎጂ ጥቅም ላይ ይውላል. ኒዮቢየም ክሩሺብልስ እና ሌሎች የውጤት ቁሳቁሶች በጣም ከፍተኛ አፈፃፀም ተለይተው ይታወቃሉ።

ኒዮቢየም ለማግኘት የሚረዱ ዘዴዎች

በአሁኑ ጊዜ ይህንን ቁሳቁስ ለማግኘት በጣም ከዳበሩት አካባቢዎች አንዱ አልሙኒየም ፣ሶዲየም-ተርማል እና ካርቦተርማል ናቸው። በእነዚህ ዓይነቶች መካከል ያለው ልዩነት ኒዮቢየምን ለመቀነስ ጥቅም ላይ በሚውሉት ቀዳሚዎች ላይም ነው. K2NbF7 በሶዲየም የሙቀት ዘዴ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል እንበል. ነገር ግን ለምሳሌ በአሉሚዮተርሚክ ዘዴ ኒዮቢየም ፔንታክሳይድ ጥቅም ላይ ይውላል።

ስለ ካርቦሃይድሬትስ የማግኘት ዘዴ ከተነጋገርን ይህ ቴክኖሎጂ Nbን ከጥላ ጋር መቀላቀልን ያመለክታል። ይህ ሂደት ከፍተኛ ሙቀት ባለው እና በሃይድሮጂን አካባቢ ውስጥ መከናወን አለበት. በዚህ ቀዶ ጥገና ምክንያት ኒዮቢየም ካርበይድ ይገኛል. ሁለተኛው ደረጃ የሃይድሮጅን መካከለኛ በቫኩም ተተክቷል, እና የሙቀት መጠኑ ይጠበቃል. በዚህ ጊዜ ወደ ኒዮቢየም ካርበይድኦክሳይድ ተጨምሮበት እና ብረቱ ራሱ ተገኝቷል።

ከሚመረተው ብረታ ብረት ዓይነቶች መካከል ኒዮቢየም በኢንጎት ውስጥ በጣም የተለመደ መሆኑን ልብ ማለት ያስፈልጋል። ይህ ምርት የብረት ቤዝ ቅይጥ እና ሌሎች ከፊል የተጠናቀቁ ምርቶችን ለማምረት የታሰበ ነው።

የዚህ ቁስ አንድ ዱላም ሊመረት ይችላል ይህም እንደ ንጥረ ነገሩ ንፅህና በተለያዩ ምድቦች የተከፈለ ነው። በጣም ትንሹ የቆሻሻ መጠን NBSsh-00 በተሰየመው ዘንግ ውስጥ ይገኛል። የ NBSh-0 ክፍል እንደ ብረት, ቲታኒየም እና ታንታለም ሲሊከን ባሉ ንጥረ ነገሮች ከፍተኛ መገኘት ይታወቃል. ከፍተኛው የንጽሕና መጠን ያለው ምድብ NBSh-1 ነው። ኒዮቢየም በኢንጎትስ ውስጥ እንደዚህ ያለ ምደባ እንደሌለው ማከል ይቻላል።

አማራጭ የማምረቻ ዘዴዎች

አማራጭ ዘዴዎች ክሩሲብል የሌለው የኤሌክትሮን ጨረር ዞን መቅለጥን ያካትታሉ። ይህ ሂደት Nb ነጠላ ክሪስታሎች ለማግኘት ያስችላል. በዚህ ዘዴ በመጠቀም የኒዮቢየም ክራንች ይመረታሉ. እሱ የዱቄት ሜታሎሎጂ ነው። በመጀመሪያ የዚህን ንጥረ ነገር ቅይጥ, እና ከዚያም ንጹህ ናሙና ለማግኘት ጥቅም ላይ ይውላል. የዚህ ዘዴ መገኘት የኒዮቢየም ግዢ ማስታወቂያዎች በጣም የተለመዱ እንዲሆኑ አድርጓል. ይህ ዘዴ ማዕድኑን ለማውጣት በጣም አስቸጋሪ የሆነውን ወይም ከሱ ላይ በማተኮር ሳይሆን ሁለተኛ ደረጃ ጥሬ ዕቃዎችን ንጹህ ብረት ለማግኘት ያስችላል።

ሌላ አማራጭ የማምረቻ ዘዴ ኒዮቢየም እየተንከባለል ነው። አብዛኛዎቹ የተለያዩ ኩባንያዎች እንደሚሰጡ ልብ ሊባል የሚገባው ነው።ዘንግ፣ ሽቦ ወይም ብረታ ብረት ለመግዛት ምርጫ።

የተጠቀለለ እና ፎይል

ከዚህ ቁሳቁስ የተገኘ ፎይል በትክክል የተለመደ ከፊል የተጠናቀቀ ምርት ነው። የዚህ ንጥረ ነገር በጣም ቀጭን ጥቅልል ሉህ ነው. ይህ ጥሬ እቃ ለአንዳንድ ምርቶች እና ክፍሎች ለማምረት ያገለግላል. የኒዮቢየም ፎይል የሚገኘው ከንጹህ ጥሬ ዕቃዎች በቀዝቃዛ ጥቅል Nb ingots ነው. የተገኙት ምርቶች እንደ ከፍተኛ የዝገት መቋቋም, ኃይለኛ አካባቢዎች እና ከፍተኛ ሙቀት ባሉ አመልካቾች ተለይተው ይታወቃሉ. የኒዮቢየም እና የውስጠ-ቁሳቁሶቹ መሽከርከር የምርቱን የመቋቋም ችሎታ ፣ ከፍተኛ የመተጣጠፍ ችሎታ እና ጥሩ የማሽን ችሎታ ያሉ ባህሪዎችን ይሰጣል።

በዚህ መንገድ የተገኙ ምርቶች በአብዛኛው እንደ አውሮፕላን ማምረቻ፣ ሮኬት ሳይንስ፣ ህክምና (ቀዶ ጥገና)፣ የሬዲዮ ምህንድስና፣ ኤሌክትሪካል ኢንጂነሪንግ፣ ኒውክሌር ኢነርጂ፣ ኒውክሌር ኢነርጂ በመሳሰሉት ዘርፎች በብዛት ጥቅም ላይ ይውላሉ። የኒዮቢየም ፎይል በጥቅል ተጠቅልሎ በደረቅ ቦታ፣ከእርጥበት የተጠበቀ፣እንዲሁም ከውጭ ከሚመጣ መካኒካል ተጽእኖ በተጠበቀ ቦታ ይከማቻል።

መተግበሪያ በኤሌክትሮዶች እና alloys

የኒዮቢየም አጠቃቀም በጣም የተስፋፋ ነው። ኤሌክትሮዶችን ለመሥራት የሚያገለግል የብረት ቅይጥ አካል እንደ ክሮሚየም እና ኒኬል እንደ ቁስ አካል ሆኖ ሊያገለግል ይችላል። ኒዮቢየም ፣ ልክ እንደ ታንታለም ፣ እጅግ በጣም ጠንካራ የሆነ ካርበይድ መፍጠር በመቻሉ ብዙውን ጊዜ እጅግ በጣም ጠንካራ ውህዶችን ለማምረት ያገለግላል። በዚህ ቁሳቁስ አሁን እየተሞከረ ያለውን ነገር ማከል ይችላሉ።ከብረት ካልሆኑ ብረቶች የሚመነጩ ቅይጥ ባህሪያትን ያሻሽሉ።

ኒዮቢየም የካርበይድ ንጥረ ነገሮችን መፍጠር የሚችል ጥሬ እቃ ስለሆነ፣ እሱ፣ ልክ እንደ ታንታለም፣ በብረት ምርት ውስጥ እንደ ቅይጥ ድብልቅ ጥቅም ላይ ይውላል። ለረጅም ጊዜ ኒዮቢየም ለታንታለም እንደ ንፅህና መጠቀሙ እንደ አሉታዊ ተጽእኖ እንደሚቆጠር ልብ ሊባል ይገባል. ይሁን እንጂ ዛሬ አስተያየቱ ተለውጧል. ኤንቢ የታንታለም ምትክ ሆኖ ሊያገለግል እንደሚችል ታውቋል ፣ እና በታላቅ ስኬት ፣ ምክንያቱም በዝቅተኛ የአቶሚክ ብዛት ምክንያት አነስተኛ ንጥረ ነገር ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል ፣ ይህም የምርቱን አሮጌ ባህሪያት እና ተፅእኖዎች ይጠብቃል።

የኤሌክትሪክ መተግበሪያዎች

እንደ ወንድሙ ታንታለም ኒዮቢየምን መጠቀም በሬክቲፋተሮች ውስጥ የሚቻል መሆኑን አጽንኦት ሊሰጠው የሚገባ ጉዳይ ነው ምክንያቱም የዩኒፖላር ኮንዳክሽን (unipolar conductivity) ንብረት ስላላቸው ማለትም እነዚህ ንጥረ ነገሮች የኤሌክትሪክ ፍሰትን በአንድ አቅጣጫ ብቻ ያልፋሉ።. ይህንን ብረት በመጠቀም እንደ አኖዶች ያሉ መሳሪያዎችን ለመፍጠር ከፍተኛ ኃይል ባለው ጄነሬተሮች እና ማጉያ ቱቦዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።

የኒዮቢየም አጠቃቀም የኑክሌር ኃይል ኢንዱስትሪ ላይ መድረሱን ልብ ማለት ያስፈልጋል። በዚህ ኢንዱስትሪ ውስጥ ከዚህ ንጥረ ነገር የተሠሩ ምርቶች እንደ መዋቅራዊ ቁሳቁሶች ጥቅም ላይ ይውላሉ. ይህ ሊሆን የቻለው ኤንቢ በክፍል ውስጥ መኖሩ ሙቀትን የመቋቋም ችሎታ ስላለው ከፍተኛ ጥራት ያለው ኬሚካላዊ መከላከያ ስለሚሰጣቸው ነው።

የዚህ ብረት ምርጥ አካላዊ ባህሪያት በሮኬት ቴክኖሎጂ፣ በጄት ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ እንዲውል አድርገውታል።አውሮፕላን፣ በጋዝ ተርባይኖች ውስጥ።

የኒዮቢየም ምርት በሩሲያ

ስለዚህ ማዕድን ክምችት ከተነጋገርን በድምሩ ወደ 16 ሚሊዮን ቶን ይደርሳል። ከጠቅላላው መጠን 70% የሚሆነውን የሚይዘው ትልቁ ተቀማጭ ገንዘብ የሚገኘው በብራዚል ነው። በሩሲያ ግዛት ውስጥ 25% የሚሆነው የዚህ ማዕድን ክምችት ይገኛል. ይህ አመላካች የሁሉም የኒዮቢየም ክምችቶች ወሳኝ አካል ተደርጎ ይቆጠራል። የዚህ ንጥረ ነገር ትልቁ ክምችት በምስራቅ ሳይቤሪያ, እንዲሁም በሩቅ ምስራቅ ይገኛል. እስካሁን ድረስ የሎቮዘርስኪ GOK ኩባንያ በሩሲያ ፌዴሬሽን ግዛት ውስጥ የዚህን ንጥረ ነገር በማውጣትና በማምረት ላይ ይገኛል. የስታልማግ ኩባንያም በሩሲያ ውስጥ ኒዮቢየም በማምረት ሥራ ላይ ተሰማርቷል. የዚህን ማዕድን የታታር ክምችት እያዘጋጀ ነበር፣ነገር ግን በ2010 ተዘግቷል።

በተጨማሪም የሶሊካምስክ ማግኒዥየም ፋብሪካ ኒዮቢየም ኦክሳይድ በማምረት ላይ እንደሚገኝ መጨመር ይቻላል. የሎፓሬት ኮንሰንትሬትን በማቀነባበር ያገኙታል. ይህ ድርጅት ከ 400 እስከ 450 ቶን የዚህ ንጥረ ነገር ያመርታል, አብዛኛው ወደ አሜሪካ እና ጀርመን ላሉ ሀገራት ይላካል. የቀረው ኦክሳይድ በከፊል ወደ Chepetsky Mechanical Plant ይሄዳል, እሱም ሁለቱንም ንጹህ ኒዮቢየም እና ውህዶችን ያመጣል. በዓመት እስከ 100 ቶን ቁሳቁስ ለማምረት የሚያስችሉ ጉልህ አቅሞች አሉ።

ኒዮቢየም ብረት እና ወጪው

የዚህ ንጥረ ነገር ስፋት በጣም ሰፊ ቢሆንም ዋናው አላማው የጠፈር እና የኒውክሌር ኢንዱስትሪ ነው። በዚህ ምክንያት Nb እንደ ስልታዊ ቁሳቁስ ተመድቧል።

ዋናዎቹ መለኪያዎች ያየኒዮቢየም ወጪን ይነካል፡

• የቅይጥ ንፅህና፣ ከፍተኛ መጠን ያለው ቆሻሻ ዋጋውን ይቀንሳል፤
• ቁሳዊ ማቅረቢያ ቅጽ፤
• የቀረበው ቁሳቁስ መጠን፤
• የማዕድን መቀበያ ነጥቡ የሚገኝበት ቦታ (የተለያዩ ክልሎች የተለያየ መጠን ያለው ንጥረ ነገር ይፈልጋሉ፣ እና ስለዚህ ዋጋው የተለየ ነው።)

በሞስኮ ውስጥ ያሉ የቁሳቁስ ዋጋዎች ግምታዊ ዝርዝር፡

• ኒዮቢየም ደረጃ NB-2 ከ420-450 ሩብል በኪሎ፤
• ኒዮቢየም ቺፕስ ዋጋ ከ500 እስከ 510 ሩብል በኪሎ፤
• Stab NBSsh-00 በኪሎ ከ490 እስከ 500 ሩብል ያስከፍላል።

ይህ ምርት ከፍተኛ ወጪ ቢጠይቅም ፍላጎቱ እየጨመረ መምጣቱን ልብ ማለት ያስፈልጋል።