Quel est le processus de production du niobium ?
Méthodes de production de niobium
Les principales méthodes de production de niobium métallique comprennent la réduction carbothermique, la réduction aluminothermique et la réduction thermique du sodium. L'électrolyse aux sels fondus et la réduction des halogénures de niobium sont également utilisées.
Méthode de réduction du carbone sous vide
Vacuum carbon reduction is one of the main methods for producing metallic niobium both domestically and internationally. Carbon reduction is typically performed in a vacuum carbon tube furnace. This method utilizes carbon's greater affinity for oxygen than niobium's, using carbon as a reducing agent to reduce Nb2O5 to produce niobium bars. Its advantages include high product yield (>96 %), des agents réducteurs peu coûteux et de faibles coûts de production. Il évite les sous-produits des méthodes de réduction du sodium qui nécessitent un traitement par voie humide, ce qui donne lieu à des barres de niobium et à de la poudre métallique de haute pureté.
Industriellement, il existe deux procédés : la réduction directe du carbone et la réduction indirecte du carbone. La réduction directe du carbone produit du niobium sous une forme semblable à une éponge-avec une grande surface et de faibles niveaux d'impuretés métalliques et d'azote, ce qui contribue à la capacité spécifique élevée de la poudre de niobium. Par conséquent, ce processus convient à la production de poudre de niobium de qualité condensateur -. La réduction indirecte se caractérise par une capacité de production élevée d’équipements et un processus stable. Le niobium métallique obtenu est relativement dense et possède des dimensions relativement régulières, ce qui le rend approprié pour la fabrication de barres de niobium, de lingots et de matériaux à base de niobium traités.
Réduction aluminothermique
La réduction aluminothermique est souvent réalisée en dehors du four. La réaction de réduction et de fusion se produit dans un récipient non chauffé. Une fois la réaction terminée, le récipient est retiré, le produit est retiré et le métal et les scories sont séparés à l'extérieur du four. Le niobium métallique produit par réduction aluminothermique contient une teneur élevée en aluminium, qui peut être éliminé davantage par traitement thermique sous vide (1 800 degrés), raffinage électrolytique et fusion au four à faisceau d'électrons. Le niobium peut atteindre une pureté extrêmement élevée après deux processus de fusion dans un four à faisceau d'électrons. La réduction aluminothermique ne nécessite pas de conditions de vide et est simple et facile à mettre en œuvre. Cependant, la pureté du produit est faible et le niobium contient une teneur élevée en aluminium, ce qui nécessite une fusion par faisceau d'électrons pour une purification plus poussée et une élimination des impuretés.
Réduction thermique du sodium
Le niobium est rarement utilisé dans la fabrication de condensateurs, c'est pourquoi la méthode de réduction du sodium est moins couramment utilisée. Électrolyse
Le niobium peut être produit par électrolyse en utilisant l'électrolyse des sels fondus et l'électrolyse en solution aqueuse. L'électrolyse aux sels fondus nécessite un équipement simple et offre de faibles coûts de production pour la production de poudre de niobium.
Nitruration
En plus des méthodes mentionnées ci-dessus, une méthode de nitruration a été récemment développée pour la production de niobium. Cette méthode utilise de l'oxyde de niobium ou du ferroniobium comme matières premières, qui réagissent d'abord avec de l'ammoniac, de l'azote et du carbone pour former du nitrure de niobium. Le nitrure de niobium est ensuite décomposé thermiquement en niobium métallique sous vide à des températures comprises entre 2103 et 2373 K.
Raffinage du niobium
De la poudre de niobium, des éponges ou des barres de niobium cassantes peuvent être produites en réduisant les composés de niobium. Cependant, ces produits contiennent encore une certaine quantité d’impuretés, notamment de l’hydrogène, de l’oxygène et de l’azote, qui peuvent rendre le niobium cassant et nécessiter une élimination plus poussée. Le raffinage du niobium a deux objectifs principaux : la purification et la densification, et ces deux processus sont généralement réalisés simultanément dans la production industrielle. En raison de la forte affinité du niobium pour l'oxygène et le carbone, les récipients constitués d'oxygène- et de matériaux carbonés ne peuvent pas être utilisés. De plus, le raffinage doit être effectué dans des conditions de -température et de vide élevé-, ce qui non seulement complique le processus de raffinage, mais impose également des exigences élevées en matière d'équipement. Les méthodes de raffinage du niobium comprennent principalement le frittage sous vide (par exemple, le frittage sous vide du niobium), la fusion à l'arc (par exemple, la fusion à l'arc sous vide du niobium) et la fusion par faisceau d'électrons (par exemple, la fusion par faisceau d'électrons du niobium). La fusion par faisceau d’électrons offre les meilleurs résultats de purification et est la plus largement utilisée. Pour obtenir une purification optimale, une combinaison de plusieurs méthodes de raffinage est souvent utilisée, comme la fusion par faisceau électronique de barres de niobium produites par frittage.
Usine de métaux rares-à guichet unique en Chine
Contactez-nous pour vos besoins en métaux précieux. Nos solutions d'emballage-de haute qualité peuvent vous aider à améliorer vos produits.
Visitehttps://www.zhenanmetal.compour en savoir plus sur le produit. Si vous souhaitez en savoir plus sur le prix du produit ou si vous êtes intéressé à l'acheter, veuillez envoyer un e-mail à info@zaferroalloy.com. Nous vous répondrons dès que nous verrons votre message.