Niobium produktion

Niobiummetal kan fremstilles ved elektrolyse af smeltet kaliumniobiumheptafluorid eller ved reduktion af kaliumniobiumheptafluorid med natriummetal eller niobiumpentoxid med aluminiummetal. Rent niobium bruges i elektroniske rør til at fjerne restgasser. Doping af stål med niobium forbedrer stålets oxidationsmodstand ved høje temperaturer og forbedrer stålets svejseegenskaber. Niobium bruges også til fremstilling af højtemperatur cermets.
Den udvundne malm gennemgår en separationsproces for at adskille tantalpentoxid (Ta2O5) og niobiumpentoxid (Nb2O5) fra de andre mineraler. Det første trin i processen er en reaktion med flussyre:
Ta2O5+ 14 HF → 2 H2[TaF7] + 5 H2O
Nb2O5+ 10 HF → 2 H2[NbOF5] + 3 H2O
Jean-Charles Galisa de Marinha opfandt adskillelsesmetoder i industriel skala, der drager fordel af forskellene i vandopløselighed, som fluoridkomplekserne af niob og tantal besidder. Den nye metode bruger derefter et organisk opløsningsmiddel svarende til cyclohexanon til at ekstrahere fluoridet fra en vandig opløsning, og derefter vand til at ekstrahere niobium- og tantalkomplekserne separat fra det organiske opløsningsmiddel. Tilsætning af kaliumfluorid udfælder niob i kaliumfluoridkomplekset, mens tilsætning af ammoniak udfælder niobiumpentoxid:
H2[NbOF5] + 2 KF → K2[NbOF5] ↓ + 2 HF

Derefter:
2 H2[NbOF5] + 10 NH4OH → Nb2O5↓ + 10 NH4F + 7 H2O
Der er flere metoder til reduktion fra forbindelsen til den metalliske tilstand. Den ene er elektrolyse af en smeltet blanding af K2[NbOF5] og natriumchlorid, og den anden er reduktion af niobiumfluorid med natrium. Denne metode giver niobiummetal af høj renhed. Ved produktion i stor skala udføres reduktionen af ​​Nb2O5 generelt med brint eller kulstof. En anden metode anvender en aluminotermisk reaktion, hvor jernoxid og niobiumoxid reagerer med aluminium:
3 Nb2O5 + Fe2O3 + 12 Al → 6 Nb + 2 Fe + 6 Al2O3
En lille mængde af et oxiderende additiv svarende til natriumnitrat kan forstærke ovenstående reaktion. Dette producerer aluminiumoxid og ferro-niobium legeringer, hvoraf sidstnævnte kan bruges i stålproduktion. Ferro Niobium indeholder typisk 60% til 70% niobium. Uden tilsætning af jernoxid producerer den aluminotermiske reaktion niobiummetal, men først efter en rensningsproces for at producere højrente niobiumlegeringer med superledende egenskaber. Metoden, der bruges af verdens to største niobium-distributører, er vakuumelektronstrålesmeltning.
Fra 2013 kontrollerer Brazilian Metallurgical and Mining Company Limited (portugisisk: Cia. Brasileira de Metalurgia & Mineração) 85 % af verdens niobiumproduktion. US Geological Survey anslår, at produktionen af ​​niob steg fra 38.700 tons i 2005 til 44.500 tons i 2006. Den globale beholdning af niobiumressourcer anslås til 4,4 millioner tons. Mellem 1995 og 2005 blev produktionen mere end fordoblet fra 17.800 tons, og mellem 2009 og 2011 forblev produktionen stabil på 63,000 tons om året.