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  • 铌的生产工艺

 
  • 金属铌的制取方法主要有碳热还原法生产铌、铝热还原法生产铌和钠热还原法生产铌粉,其次是熔盐电解法生产铌粉和卤化铌还原法生产铌。
  • 真空碳还原法
  • 真空碳还原法是目前国内外生产金属铌的主要方法之一。碳还原一般在真空碳管炉内进行。该法是利用碳对氧的亲和力大于铌对氧的亲和力,用碳作还原剂还原Nb2O5生产铌条。其优点是产品收率高(>96%),还原剂便宜,生产成本低,没有钠还原等方法的副产物需要湿法处理的问题,可获得较高纯度的铌条和金属粉。
  • 工业上有直接碳还原和间接碳还原两种工艺。直接碳还原生产出的铌呈海绵状,表面积较大,金属杂质和氮含量较低,有利于铌粉的比容量,因此该工艺适于生产电容器级铌粉。间接还原的特点是设备生产能力大,工艺稳定,制得的金属铌条比较致密,外形尺寸比较规矩,适于做铌条、铌锭和铌加工材。
  • 真空碳还原法生产铌
  • 铝热还原法
  • 铝热还原较多采用炉外法。还原熔炼反应在无外加热的容器内进行,反应完毕,拆除容器,取出产物,将金属和炉渣在炉外分离。铝热还原生产的金属铌含较多的铝,可再用真空热处理(1800℃)、电解精炼和电子束炉熔炼等方法脱除铝和其他杂质。经过两次电子束炉熔炼后的铌可以达到极高纯度。铝热还原法不需在真空条件下进行,设备简单易行,但产品纯度低,铌中铝含量高,需经过电子束熔炼进一步提纯除杂质。
  • 铝热还原法生产铌
  • 钠热还原法
  • 铌很少用于制造电容器,故钠还原法应用较少。
  • 电解法
  • 铌的电解法有熔盐电解和水溶液电解两种方法,熔盐电解法生产铌粉所用设备简单,生产成本较低。
  • 氮化法
  • 除上述方法外,近年又开发了氮化法生产铌,该法以氧化铌或铌铁为原料,使其先和氨或氮、碳反应生成氮化铌,氮化铌再在真空和2103~2373K温度下热分解成金属铌。
  • 通过还原铌化合物可以制得铌粉、海绵铌或脆性铌条,但这些铌产物还含有一定数量的杂质,其中氢、氧、氮等杂质尤易使铌发脆,因此需要进一步清除。铌精炼的主要目的有两个,即提纯和致密化,并且这两个过程在工业生产中一般是同时完成的。
  • 由于铌对氧和碳的亲和势极强,因此不能使用含氧和碳质材料制造的容器,而且必须在高温高真空条件下进行,这不但使精炼工艺复杂化,而且对设备要求也高。铌精炼的方法主要有真空烧结法,如铌真空烧结法精炼,电弧熔炼法,如铌真空电弧熔炼,电子束熔炼,如铌电子束熔炼等。其中以电子束熔炼的提纯效果最好,应用最广。为获最佳的提纯效果,常采用几种精炼方法相互配合的精炼工艺,如烧结制得的铌条,再进行电子束熔炼。
  • 铌精炼

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1
氢
2
氦
3
4
铍
5
硼
6
碳
7
氮
8
氧
9
氟
10
氖
11
钠
12
13
14
15
磷
16
硫
17
氯
18
氩
19
钾
20
21
22
23
24
25
26
铁
27
28
29
30
31
32
33
34
35
溴
36
氪
37
铷
38
39
40
41
42
43
锝
44
钌
45
铑
46
钯
47
银
48
49
50
51
52
53
碘
54
氙
55
铯
56
钡
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
铪
73
74
75
76
锇
77
铱
78
铂
79
金
80
81
铊
82
83
84
钋
85
砹
86
氡
87
钫
88
镭
89
锕
90
钍
91
镤
92
铀
93
镎
94
钚
95
镅
96
锔
97
锫
98
锎
99
锿
100
镄
101
钔
102
锘
103
铹
104
鑪
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
鐽
111
錀
112
Cn
113
Uut
114
Fl
115
Uup
116
Lv
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Uus
118
Uuo