Современная металлургическая промышленность производит почти все известные металлы



Download 42,04 Mb.
bet21/115
Sana28.05.2022
Hajmi42,04 Mb.
#612976
1   ...   17   18   19   20   21   22   23   24   ...   115
Bog'liq
МРМ ЗЕЛИКМАН ВСЯ КНИГА ИСПРАВ (4)

Области применения
Тантал и ниобий используют в радиоэлектронике и элект­ротехнике, производстве жаропрочных, сверхпроводниковых и твердых сплавов, легированных сталей, атомной энергетике и химическом машиностроении. В одних из этих областей преимущественно применяют тантал, в других - ниобий.
Радиоэлектроника и электротехника. В этих областях ис­пользуют 60 - 70 % производимого тантала. Тантал и ниобий обладают сочетанием ценных свойств для изготовления дета­лей электронных приборов: высокой температурой плавления, хорошими эмиссионными характеристиками и способностью по­глощать газы (что обеспечивает поддержание глубокого ва­куума в электровакуумных приборах).
Из тантала, сплавов тантала с ниобием (а иногда и из чистого ниобия) изготовляют аноды, сетки, катоды косвен­ного накала и другие детали электронных ламп, особенно — мощных генераторных ламп.
Важное значение приобрело применение тантала для изго­товления миниатюрных электролитических конденсаторов, об­ладающих высокой емкостью и допускающих эксплуатацию в интервале температур от —80 до +200 °С.
Сверхпроводящие сплавы. Некоторые соединения и сплавы ниобия отличаются высокой температурой перехода в состоя­ние сверхпроводимости: NbN (12,5 К), твердые растворы NbN-NbC (17,8 К), интерметаллид Nb3Sn (18 К), твердые растворы Nb-Zr и Nb-Ti.
Сплав ниобия с 25 - 35% Zr и интерметаллид Nb3Sn при­меняют для создания мощных малогабаритных электромаг­нитов.
Жаропрочные сплавы и твердые сплавы. Ниобий и тантал входят в состав различных жаропрочных сплавов для газовых турбин реактивных двигателей. Детали из ниобия и сплавов на его основе можно использовать при рабочих температурах 1000 - 1200 °С при условии защиты от окисления покрытия­ми, а также при работе в вакууме или инертных газах.
Карбиды ниобия и тантала входят в состав некоторых ма­рок твердых сплавов на основе карбида вольфрама.
Производство сталей. Основное количество добываемого ниобия (70 — 80 %) расходуется в производстве легирован­ных сталей.
Добавка ниобия в нержавеющие стали (в количестве, в 6—10 раз превышающем содержание в ней углерода) устра­няет межкристаллитную коррозию стали и предохраняет свар­ные швы от разрушения. Важное значение имеют низколеги­рованные стали, содержащие ниобий и молибден, для изгото­вления труб большого диаметра для газо- и нефтепроводов и в качестве конструкционного материала в автомобилестрое­нии.
Ниобием легируют также жаропрочные, инструментальные и магнитные стали. Ниобий вводят в сталь в составе феррониобия (до 60 % ниобия).
Иногда используют ферротанталониобий с различными отношением ниобия и тантала.


Атомная энергетика. Ниобий обладает сочетанием свойств, удовлетворяющих требованиям атомной энергетики к конструкционным материалам: тугоплавкостью, хорошей обра­
батываемостью, коррозионной стойкостью и относительно
низким сечением захвата тепловых нейтронов (1,15х10-24 см2). При температуре до 900 °С ниобий слабо вза­имодействует с ураном и пригоден для изготовления защит­ных оболочек тепловыделяющих элементов. При этом возможно использование в качестве теплоносителей жидкого натрия, с которым ниобий не реагирует до 600 °С.
Для повышения живучести урановых тепловыделяющих эле­ментов уран легируют ниобием и цирконием (4 — 5 % Zг, 1,5- 10% Nb).
Химическое машиностроение. Коррозионная стойкость иио-бия и особенно тантала в кислотах и других средах в соче­тании с высокой теплопроводностью и пластичностью делает их ценными конструкционными материалами для химической аппаратуры. -Металлы используют для изготовления подогре­вателей, облицовки химических аппаратов, мешалок и других деталей. Тантал служит материалом фильер (взамен платины) для формирования волокон в производстве искусственного шелка.
Другие области применения. Тантал в виде проволоки и листов применяют в медицине — в костной и пластической хирургии (скрепление костей, "заплаты" при повреждении черепа, наложение швов и др.). Металл не раздражает кожу и не вредит жизнедеятельности организма. Ниобаты и танталаты различных металлов применяют в качестве пьезоматери-алов, сегнетоэлектриков, преобразователей света. Диселе-ниды ниобия и тантала обладают, подобно дисульфиду молиб­дена, слоистой структурой и используются в составе твер­дых смазок.
Минералы, руды и рудные концентраты
Содержание ниобия в земной коре 1 • 10-3 %тантала -2 • 10-4 % (по массе). Ниобий и тантал входят в состав большого числа (около 100) минералов, представляющих со­бой большей частью сложные комплексные соли ниобиевой и_ танталовой кислот или титано-ниобий-танталовой кислоты. В их состав входят катионы железа, марганца, щелочных и ще­лочноземельных металлов, редкоземельных элементов, тория, урана и других.
Наиболее важные промышленные минералы: танталит-ко­лумбит, пирохлор, лопарит.
Танталит-колумбит (Fе,Мn)[(Ta,Nb)O3]2 . Из формулы следует, что минерал представляет собой изоморфную смесь метаниобатов железа и марганца. Если в составе преоблада­ет ниобий, минерал называют колумбитом, при преобладании тантала - танталитом. Содержание суммы (NЬ2О5 + Та2O5) в минерале 75 - 86 %. Плотность минерала - от 5,0 г/см3 (чистый колумбит без тантала) до 8,2 г/см3(чистый танта­лит без ниобия). К этой группе относится имеющий промыш­ленное значение минерал воджинит (Мп,Fе)(Та,Sп)2о6 .
Минералы ряда танталит-колумбит преимущественно встре­чаются в жилах гранитных пегматитов. Они ассоциируются с касситеритом, вольфрамитом, минералами титана и ряда дру­гих элементов.
Наиболее крупные месторождения находятся в Австралии, Канаде, Заире, Нигерии и Бразилии.
Пирохлор. Общая формула минерала (Na,Са...)2(Ti,Nb)2х О6F,OH]. Он представляет собой ниобато-титанат, в ко­тором катионами являются натрий, кальций, редкоземельные и ряд других редких элементов. Плотность минерала 4,03 -4,36 г/см3. Пирохлор в настоящее время относится к важ­нейшим сырьевым источникам ниобия.
Аналогичный состав имеют более редкие минералы, в ко­торых ниобий замещен танталом - микролит и гатчеттолит. Основным источником ниобия являются пирохлоровые руды карбонатитовых месторождений (нерудные минералы - карбо­наты: кальцит, доломит, анкерит). Наиболее крупные место­рождения пирохлоровых руд за рубежом находятся в Канаде и Бразилии. В СНГ также разведаны месторождения пирохлоро­вых руд.
Лопарит. Общая формула(Na,Са,Ce...)2(Ti,Nb)2О6. Он
представляет собой титано-ниобат натрия, кальция и редко­
земельных элементов. Содержание тантала в 15 раз ниже, чем ниобия. Плотность минерала 4,75 - 4,89 г/см3. Крупнейшее месторождение лопарита находится в СНГ на Кольском полуострове.
Руды тантала и ниобия обычно бедные. В эксплуатируемых рудах содержание суммы оксидов (Та,Nb)2O5 составляет 0,003 - 0,2 %. Ввиду комплексного характера большинства руд минералы ниобия и тантала извлекаются попутно с дру­гими ценными минералами (касситеритом, вольфрамитом, бе­риллом, литиевыми минералами, цирконом).
Основной метод обогащения танталитовых и колумбитовых руд — гравитационный (мокрая отсадка, обогащение на сто­лах). В результате получают обычно коллективный концент­рат, содержащий танталит (колумбит), касситерит, вольфра­мит и некоторые другие минералы. Дальнейшее обогащение с разделением минералов ведут, применяя электромагнитные методы и флотацию. По техническим условиям, принятым в СНГ, танталитовые концентраты I сорта должны содержать не менее 60 - 65 % Та2O5, и сорта - не менее 40 % Та2O5; колумбитовые концентраты I и II сорта - не менее 60 % и 50 % Nb2O5 соответственно.
Некоторые танталитовые и колумбитовые руды относятся к труднообогатимым. При их обогащении с целью обеспечения удовлетворительной степени извлечения из руды получают бедные концентраты, содержащие 2-5% (Та,мъ)2О5 , кото­рые направляют на химическую переработку.
Основным способом обогащения пирохлоровых и лопарито-вых руд также служит гравитационное обогащение. Черновые концентраты доводят до требуемых кондиций флотацией, электромагнитным и электростатическим методами.
В пирохлоровых концентратах, поступающих главным обра­зом на выплавку феррониобия, по действующим в СНГ требо­ваниям должно содержаться не менее 37 % (Nb,Та)2о5 , а в лопаритовых - не менее 8 % (Nb,Та)2O5 . Богатые пирохлоровые концентраты, выпускаемые обогатительными фабриками Канады и Бразилии, содержат 55-60%Nb2О5.
Существенным источников тантала и ниобия служат шлаки оловянных заводов, получаемые при выплавке олова из кас-ситеритовых концентратов. Шлаки содержат от 3 до 15 % (Та,КЬ)205 .
Обычно рудные концентраты и шлаки перерабатывают на химические соединения трех типов: оксиды (Та2O5 и Nb2О5), фтористые комплексные соли (K2ТаF7 и К2NbF7) и хлориды
(ТаС15 u NbCl5) .
Ферронuобий, используемый для введения ниобия в стали, получают либо из технического оксида ниобия, либо непо­средственно из рудных концентратов. Иногда феррониобий перерабатывают с целью получения ниобия.
Главные производители сырья за рубежом - Бразилия, Ка­нада, Нигерия, Австралия, Мозамбик, Заир, Таиланд.

Download 42,04 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   17   18   19   20   21   22   23   24   ...   115




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish