五氧化二鈮物化性質(zhì)

性狀 白色粉末。

相對(duì)密度4.47g/cm。

熔點(diǎn)1485℃±5℃。

不溶于水,難溶于酸,能溶于熔融硫酸氫鉀或堿金屬的碳酸鹽、氫氧化物中。

溶解情況:不溶于水，除硫酸和氫氟酸外，不溶于其它酸。

中文名稱:五氧化二鈮

中文別名:氧化鈮;氧化鈮(V)

英文名稱:Niobium(V) oxide

英文別名:diniobium pentaoxide

CAS:1313-96-8

EINECS:215-213-6

分子式:Nb2O5

分子量:265.8098

焙燒法:將鈮料或粗五氧化二鈮經(jīng)硝酸和氫氟酸混合液溶解生成氟鈮酸,用強(qiáng)酸和甲基異丁酮有機(jī)相混合液萃取鈮,再經(jīng)反萃后,用氨水和氟鈮酸反應(yīng)生成氫氧化鈮沉淀,再經(jīng)洗滌、烘干及灼燒,可得精制五氧化鈮。

3Nb+5HNO3+21HF→3H2NbF7+5NO+10H2O

H2NbF7+7NH4OH→Nb(OH)5+7NH4F+2H2O

2Nb(OH)5→Nb2O5+5H2O

【其他】

受熱時(shí)變黃色，冷卻后仍變白色。與堿金屬的酸式硫酸鹽、鹽酸鹽或氫氧化物共熔而分解。

【用途】

用作拉鈮酸鎳單晶，制特種光學(xué)玻璃、高頻和低頻電容器及壓電陶瓷元件。也用于生產(chǎn)鈮鐵和特殊鋼需要的各種鈮合金。是制取鈮及其化合物的原料。還用作催化劑、耐火材料。

【安全性】 高純品用雙層蓋聚乙烯塑料瓶包裝,每瓶?jī)糁?kg,嚴(yán)密封口。后外套聚乙烯塑料袋置于硬箱中,用紙屑填緊,以防竄動(dòng),每箱凈重20kg。工業(yè)品為雙層聚乙烯塑料袋裝,外套鐵套,每桶凈重40kg。貯存于通風(fēng)、干燥處。不得露天堆放。包裝應(yīng)密封。運(yùn)輸時(shí)要防雨淋和包裝破損。失火時(shí),可用水、砂土和滅火器撲救。毒性及防護(hù):職業(yè)性中毒尚沒(méi)有記載。使用鈮絡(luò)合物的工人,上呼吸道的發(fā)病率相對(duì)高,這可能與分離出來(lái)的氟化氫和氟鈮酸鹽的作用有關(guān)。鈮及其氧化物的最高容許濃度為10mg/m ;含氟化合物通常按氟計(jì)算,即1mg/m 。在粉塵含量較高的環(huán)境中工作,要戴防毒口罩,要注意通風(fēng)和除塵。

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(shí)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(kāi)采所得的礦石要經(jīng)過(guò)分離過(guò)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(lái)。加工過(guò)程的首個(gè)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(lái)，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(duì)K2[NbOF5]和氯化鈉的熔融混合物進(jìn)行電解，二是用鈉對(duì)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(duì)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(huì)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(huì)產(chǎn)生鈮金屬，不過(guò)要經(jīng)純化過(guò)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(yǔ):Cia. Brasileira de Metalurgia & Minera??o)控制了世界85%的鈮生產(chǎn)。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局估計(jì)，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(jì)有440萬(wàn)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)。