铌处理
我们的编辑器将检查你提交并决定是否修改这篇文章。
铌处理,准备铌铁矿石用于各种产品。
铌(Nb)审美观立方(bcc)晶体结构和一个熔点2468°C (4474°F)。难熔金属,最低密度和最佳配比;出于这个原因,冠冕堂皇在航空航天应用中经常使用。由于其增强效果在升高的温度下,其主要商业用途是作为钢和超合金添加剂。Niobium-titanium和niobium-tin合金作为超导材料。
历史
铌是1801年由英国化学家,发现查尔斯·哈契。因为哈契的矿物样本来自新英格兰后,他将其命名为铌(Cb),哥伦比亚,美国的另一个名字。1844年海因里希·罗斯德国化学家,宣布了他发现的一个元素,他名叫铌,尼俄伯后,神秘的女儿坦塔罗斯(反过来给他的名字,钽,铌通常在矿物质)有关。铌后来被证明是相同的元素铌,铌是公认的正式名称在1950年国际纯粹与应用化学联合会。
德国化学家,1905年w·冯·博尔顿成功地在一个纯生产铌,韧性状态。铌是第一个加入工具钢大约在1925年,第一次使用稳定奥氏体不锈钢在1933年。添加铌的兴趣高强度低合金(HSLA钢)可以追溯到1939年工作F.M.贝克特和r·弗兰克斯,谁表明,铌加强减少依赖传统的硬化剂,如碳,锰,铬,钼,从而提高可焊性。美国1958年诺曼·f·蒂斯达尔的钼公司增加了0.01 - -0.034%铌碳钢晶粒细化剂,提高韧性。冠冕堂皇的发展对航空航天应用始于1950年代末。
矿石
和氧化铌发生主要是一个有很强的地球化学一致性钽。铌的主要矿物烧绿石[(Na, Ca)2注2O6F)和铌铁矿[(铁、锰)(Nb, Ta)2O6),包括铌、钽酸盐,铁和锰。烧绿石通常发生在碳酸盐岩和伟晶岩来源于碱性岩石,常联系锆,钛,钍,铀和稀土矿物。铌铁矿在侵入性通常是发现伟晶岩在碱性花岗岩和黑云母。然而,由于大多数这样的存款又小又不规律地分布,他们通常开采其他金属的副产品。
有大型烧绿石煤矿在巴西的状态米纳斯吉拉斯戈亚斯和在圣安娜,加拿大的魁北克。大型铌铁矿矿床被发现在尼日利亚和刚果(金沙萨);同时,得到了铌铁矿精矿副产品的锡矿业在尼日利亚。
采矿和集中
因为改变和分解表土和矿石性质材料,巴西存款是由露天开采的方法。矿石被撕裂一般分为块和加工,推土,装载和运输。在魁北克是地下采矿方法。
集中完成矿石的破碎和研磨,磁选删除磁铁矿,然后脱泥浮选分离。
提取和精炼
铌铁
烧绿石精矿一般减少通过一个铌铁铝热的过程。在这个过程中,集中与赤铁矿(铁矿石)混合,铝粉,少量的萤石和石灰通量在一个旋转搅拌机,然后卸载到钢容器内衬耐火材料镁砖。电荷被放置在圆形凹坑的混合物制成的石灰、萤石、减少和硅砂,是由铝粉和点火钠氯酸盐或钡过氧化。放热反应持续大约15到30分钟,和温度达到2400°C (4350°F)。大多数的煤矸石杂质集中,包括所有的钍和铀氧化物,进入熔融渣。反应完成后,熔渣和挖掘船了,离开金属巩固在沙子里。铌铁的合金然后粉碎颗粒大小为10毫米(约3/8英寸)的销售。该合金的内容是62 - 69铌,29 - 30日百分比铁、硅2%,1 - 3比例铝。
铌粉
铌铁矿精矿和锡与高炉渣钽内容(超过10%)是直接穿着湿化学过程在大多数情况下。Low-tantalum锡渣等,另一方面,首先被融化在电弧炉的通量收集材料,钽铌含量作为铁合金。tantalum-rich矿石、铁合金粉碎,地面,分解在氢氟酸。这是紧随其后的是一个液液萃取过程,两种金属的溶解在微酸性水饲料的解决方案为有机溶剂,通常甲基异丁基甲酮,是复杂的。提取钽作为氟化有机溶液,而铌仍然在水渣,或萃余液。然后沉淀从溶液作为氟化铌的加入氢氧化铵,滤饼干燥和烘烤,或煅烧,在900 - 1000°C (1650 - 1800°F)获得五氧化二铌。这种氧化可能减少aluminothermically生产铌reguli(不洁净的金属小球),在铌铁的生产。reguli可能进一步纯化电子束融化成锭,或者他们可能把通过氢化和dehydriding过程生产铌粉。
在氢化过程中,不纯铌碾成块,放置在一个炉,这是疏散,加热到800 - 950°C (1450 - 1750°F)。氢是然后美联储炉和通过收费两到四个小时。氢化后,碎和铌粉细粉,然后在真空中加热和dehydrided生产铌粉。粉可以用机械或等静压机压成“绿色”(即未燃烧的)压缩密度的60 - 65的理论最大值,然后烧结。烧结在真空中进行2100 - 2300°C (3800 - 4150°F),通过直接电阻加热或间接加热。当直接电阻,电接触是通过水冷铜夹子和钎焊的钨装饰带。温度上升阶段允许杂质的蒸发,防止突然释放的气体。在真空烧结、金属发生的净化,改善其力学性能。