鈮鐵礦總結(jié)

根據(jù)估算，鈮在地球地殼中的豐度為百萬分之20，在所有元素中排列第33位。部份科學(xué)家認(rèn)為，鈮在整個地球中的含量更高，但因密度高而主要聚集在地核中。鈮在自然界中不以純態(tài)出現(xiàn)，而是和其他元素結(jié)合形成礦物。這些礦物一般也含有鉭元素，例如鈳鐵礦(即鈮鐵礦，(Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6)和鈳鉭鐵礦((Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6)。含鈮、鉭的礦物通常是偉晶巖和堿性侵入巖中的副礦物。其他礦物還有鈣、鈾和釷以及稀土元素的鈮酸鹽，例如燒綠石((Na,Ca)2Nb2O6(OH,F))和黑稀金礦((Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6)等。這些大型鈮礦藏出現(xiàn)在碳酸鹽巖(一種碳酸鹽、硅酸鹽火成巖)附近，亦是燒綠石的組成成份。

巴西和加拿大擁有最大的燒綠石礦藏。兩國在1950年代發(fā)現(xiàn)這些礦藏，至今仍是鈮精礦的最大產(chǎn)國。世界最大礦藏位于巴西米納斯吉拉斯州阿拉沙的一處碳酸鹽侵入巖地帶，屬于CBMM(巴西礦物冶金公司);另一礦藏位于戈亞斯，屬于英美資源，同樣是碳酸鹽侵入巖。以上兩個礦場的產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的75%。第三大礦場位于加拿大魁北克省薩格奈附近，產(chǎn)量占世界7%。

一種金屬元素。鈮能吸收氣體，用作除氣劑，也是一種良好的超導(dǎo)體。舊稱"鈳"。化學(xué)符號Nb，原子序數(shù)41，原子量92.90638，屬周期系ⅤB族。1801年英國查爾斯·哈切特(Charles ·Hatchett)在研究倫敦大英博物館中收藏的鈮鐵礦中分離出一種新元素的氧化物，并命名該元素為columbium(中譯名鈳)。1802年瑞典A.G.厄克貝里在鉭鐵礦中發(fā)現(xiàn)另一種新元素 tantalum。由于這兩種元素性質(zhì)上非常相似，不少人認(rèn)為它們是同一種元素。由于它與鉭非常相似，起初他竟搞混了。1844年德意志H.羅澤詳細(xì)研究了許多鈮鐵礦和鉭鐵礦，分離出兩種元素，才澄清了事實真相。最后查爾斯·哈切特用神話中的女神尼俄伯(Niobe)的名字命名了該元素。在歷史上，最初人們用鈮所在的鈮鐵礦的名字"columbium"來稱呼鈮。鈮 在地殼中的含量為0.002%，鈮在地殼中的自然儲量為520萬噸，可開采儲量440萬噸， 主要礦物有鈮鐵礦〔(Fe，Mn)(Nb，Ta)2Ob〕、燒綠石〔(Ca，Na)2(Nb，Ta，Ti)2O6(OH，F(xiàn))〕和黑稀金礦、褐釔鈮礦、鉭鐵礦、鈦鈮鈣鈰礦。

CAS號:2023-50-5

拼音:nǐ ní 繁體字:鈮

部首:钅，部外筆畫:5,總筆畫:10 ; 繁體部首:金，部外筆畫:5,總筆畫:13

五筆86&98:QNXN 倉頡:XCSP

筆順編號:3111551335 四角號碼:87712 UniCode:CJK 統(tǒng)一漢字 U+94CC

元素符號:Nb

元素英文名稱:niobium

元素類型:金屬元素

原子體積:10.87 (立方厘米/摩爾)

元素在太陽中的含量: 0.004 (ppm)

元素在海水中的含量:0.0000009 (ppm)

地殼中含量:20(ppm)

相對原子質(zhì)量:92.90638

原子序數(shù):41

所屬周期:5

所屬族數(shù):VB

電子層排布:2-8-18-11-2

晶體結(jié)構(gòu):晶胞為體心立方晶胞，每個晶胞含有2個金屬原子。

晶胞參數(shù):a = 330.04 pm， b = 330.04 pm， c = 330.04 pm， α = 90°， β = 90°， γ = 90°

氧化態(tài):Main Nb+5 ，Other Nb-3, Nb-1, Nb+1, Nb+2, Nb+3, Nb+4

莫氏硬度:6

聲音在其中的傳播速率:3480(m/S)

電離能 (kJ /mol)

M - M+ 664

M+ - M2+ 1382

M2+ - M3+ 2416

M3+ - M4+ 3695

M4+ - M5+ 4877

M5+ - M6+ 9899

M6+ - M7+ 12100

金屬鈮可用電解熔融的七氟鈮酸鉀制取，也可用金屬鈉還原七氟鈮酸鉀或金屬鋁還原五氧化二鈮制取。純鈮在電子管中用于除去殘留氣體，鋼中摻鈮能提高鋼在高溫時的抗氧化性，改善鋼的焊接性能。鈮還用于制造高溫金屬陶瓷。

開采所得的礦石要經(jīng)過分離過程，使五氧化二鉭(Ta2O5)和五氧化二鈮(Nb2O5)從其他礦物中脫離出來。加工過程的首個步驟是與氫氟酸反應(yīng):

讓-夏爾·加利薩·德馬里尼亞發(fā)明了產(chǎn)業(yè)規(guī)模的分離方法，利用了鈮和鉭的氟化物配合物所擁有的水溶性差異。新的方法則使用類似環(huán)己酮的有機(jī)溶劑把氟化物從水溶液中萃取出來，再用水將鈮和鉭的配合物從有機(jī)溶劑中分別提取。加入氟化鉀能使鈮沉淀成氟化鉀配合物，而加入氨則可沉淀出五氧化二鈮:

然后:

從化合物到金屬態(tài)的還原方法有幾種。一是對K2[NbOF5]和氯化鈉的熔融混合物進(jìn)行電解，二是用鈉對氟化鈮進(jìn)行還原。這種方法所得出的鈮金屬具有較高的純度。在大規(guī)模生產(chǎn)中，則一般使用氫或碳對Nb2O5進(jìn)行還原。另一種方法利用鋁熱反應(yīng)，其中氧化鐵和氧化鈮與鋁反應(yīng):

少量類似硝酸鈉的氧化添加劑可以加強(qiáng)以上反應(yīng)。這樣會產(chǎn)生氧化鋁和鈮鐵合金，后者可用于鋼鐵生產(chǎn)。鈮鐵一般含有60%至70%的鈮。如不加入氧化鐵，鋁熱反應(yīng)會產(chǎn)生鈮金屬，不過要經(jīng)純化過程才可制成具超導(dǎo)性質(zhì)的高純度鈮合金。世界最大的兩家鈮經(jīng)銷商所用的方法是真空電子束熔煉。

截至2013年，巴西冶金及礦業(yè)有限公司(葡萄牙語:Cia. Brasileira de Metalurgia & Minera??o)控制了世界85%的鈮生產(chǎn)。美國地質(zhì)調(diào)查局估計，鈮產(chǎn)量從2005年的38,700噸升至2006年的44,500噸。全球鈮資源存量估計有440萬噸。在1995至2005年間，產(chǎn)量從17,800噸上升至雙倍以上。2009年至2011年，產(chǎn)量維持在每年63,000噸的穩(wěn)定狀態(tài)。