Niobio

Especificaciones típicas del mercado de Niobio

En el mercado internacional en general, cuando contiene el Coltan una mayor concentración de Niobio que de Tantalio, se suele hablar de columbita y su valor aumenta si tiene un mínimo del 50% de Nb₂ O₅ , de lo contrario tiene poco valor para la industria. El precio se establece en la combinación de Nb₂ O₅ + Ta₂ O₅ pero se valora más en este caso el Nb₂ O₅si supera el 50% , no hay prima por el contenido de Ta₂ O_5.

Los minerales de tantalio y niobio a menudo contienen niveles algo elevados de origen natural torio y uranio, por lo general lo suficientemente alto como para que puedan ser clasificados como radiactivo para la manipulación y el transporte. Corresponde al productor o comerciante analizar los niveles de Th y U con el fin de demostrar la radiactividad. A modo de guía, estos elementos son de interés para los fines de la minería y gastos de envío a niveles superiores a 1 Bq / g, un nivel que contenga a partir de por ejemplo 0,013% ThO₂ más 0,0048% de U₃ O₈, mientras que para el transporte los niveles de preocupación son de mayor magnitud, es decir, 10 Bq / g o 0,13% ThO₂ más 0,048% U₃ O₈ .

Base de valoración

No hay precios oficiales de tántalo o niobio, ya que estos metales no se negocian en ninguna bolsa de metales (en el site de London Metal Exchange o páginas parecidas encontramos precios), pero el precio se determina únicamente mediante negociación entre el comprador y el vendedor.

Algunos datos de precios se pueden encontrar en la prensa de metales o en publicaciones, ya sea impresa o en Internet. Ejemplos de la prensa de metales: Asian metal, Metal Pages, Platts y Notas de Ryans. Son publicaciones que regularmente informan de los precios del mercado mediante suscripción.

Producción de Materias primas

El mineral primario que se obtiene del niobio se conoce como pirocloro. Las reservas del 2012 pueden abastecer la demanda mundial para unos 500 años, cerca de 460 millones de toneladas. La extracción de mineral degradado, en Brasil del 2,5 y 3,0% de Nb₂ O₅ , se lleva a cabo mediante la minería a cielo abierto sin la necesidad de perforación y explosivos. Otros yacimientos en Brasil contienen una base de ley de 1,34% de óxido de niobio o en Canadá con una base de ley de 0,41% de Nb₂ O₅

En las instalaciones mineras, el mineral pirocloro es procesado por la tecnología de procesamiento principalmente física para dar un concentrado que va desde 55 hasta aproximadamente 60% de óxido de niobio que se procesa luego en ferroniobio y otros productos de metal niobio.

Brasil y Canadá producen alrededor del 90% de la demanda mundial de productos de niobio, la mayor parte de esa producción, es en forma de ferroniobio con un contenido nominal del 65% de óxido de niobio, para la fabricación de alta resistencia, acero de baja aleación (acero HSLA) para la industria automotriz y de la construcción.

Columbita, rica en niobio homólogo de columbotantalita mineral, se produce en Brasil, Nigeria y otros países de África central. A diferencia pirocloro, la columbita no se procesa en o cerca de la mina en productos de metal de niobio, pero se transporta a las mismas industrias de procesamiento que reciben las materias primas de tantalio. Allí, la columbita se trata de la misma manera que la tantalita y el contenido de niobio es beneficiado junto con el tantalio. El niobio obtenido a partir de columbita se utiliza principalmente en la producción de óxido de niobio de alto grado y otros productos químicos de niobio.

El niobio se encuentra también, en cantidades muy pequeñas, en las escorias producidas a partir de la fundición de algunos minerales de estaño.

Procesamiento: Extracción / Refinado

El niobio es un metal de transición bastante similar al tantalio, aunque más ligero. Sólo una pequeña parte del niobio se usa en electrónica. Aun así, sus propiedades lo convierten en un material cotizado.

El niobio se usa en super aleaciones con aplicaciones en la aeronáutica, pero quizá su propiedad más interesante es la superconductividad. Cuando se enfría por debajo de su temperatura crítica (9.2 K, es decir, -264 ºC) su resistencia eléctrica es nula y se puede mantener una corriente eléctrica indefinidamente a través de él. Con esto, se pueden elaborar potentísimos electroimanes, usados por ejemplo en los aparatos de resonancia magnética y en los aceleradores de partículas.

Otro campo de aplicación interesante de este metal es el de las comunicaciones ópticas. El niobato de litio (LiNbO3) se usa en guías de onda, moduladores y conmutadores optoelectrónicos o láseres. Este compuesto es clave para poder elaborar redes de fibra óptica más rápidas y eficientes, y así, entre otras cosas, poder disfrutar de conexiones más rápidas a Internet.

Dos esquemas de procesamiento separados se utilizan para la producción de niobio. Aquellas empresas que extraen pirocloro (CaNb2O6F) para convertir unidades de óxido de niobio en HSLA ferroniobio a través del proceso de reducción aluminotérmica o por reducción en un horno de arco eléctrico. Pocas plantas procesadoras tienen capacidad para la producción de un óxido de alta pureza que se pueda utilizar para producir ferro al vacío y níquel-niobio así como lingotes de metal de niobio a través de refinado con haz de electrones.

El uso de columbita y tantalio de soportes minerales, tales como la tantalita, son materias primas necesarias para procesar materiales químicamente como se describe en la página del tantalio. La corriente de proceso que contiene niobio purificado generalmente se convierte en hidróxido de niobio por la introducción de amoníaco, seguido del lavado, filtración, y calcinación al óxido. Se pueden lograr purezas superiores a 99,99%.
Óxido de niobio (Nb₂ O₅ ) es generalmente el producto químico de partida para la producción de otros compuestos, tales como cloruro de niobio (NbCl₅ ), carburo de niobio (NbC) o niobato de litio (Linbo₃ ). El metal de niobio se produce por la reducción aluminotérmica del óxido seguido de refinado con haz de electrones. Polvos de niobio pueden ser producidos por la reducción de heptafluoride de niobio de potasio (K₂ NBF₇ ) con el sodio, o por la reducción de óxido de niobio con magnesio.
Los diversos productos metalúrgicos se producen generalmente a partir de haz de electrones o arco en vacío con niobio fundido para lingote. Lingotes dobles y triples de fusión en lograr un nivel muy alto de purificación con respecto a los metálicos y elementos intersticiales o aleaciones intersticiales. Los lingotes se usan para producir aleaciones de niobio tales como niobio-1% de circonio, niobio-titanio, C-103, Inconels, y otros.
Varios fabricantes de condensadores están desarrollando condensadores utilizando polvo de metal de niobio o de óxido de niobio, y estos modelos poco a poco están siendo llevados al mercado.

La demanda de niobio

El niobio Producto	Aplicación	Atributos técnicos / Beneficios
HSLA ferroniobio (~ 65% de Nb)	Aditivo de niobio para la alta resistencia del acero con baja aleación y acero inoxidable para oleoductos y gasoductos, los elementos de automóviles y camiones, los requisitos arquitectónicos, aceros para herramientas, cascos de barcos, las vías del ferrocarril.	Imparte una duplicación de la resistencia y tenacidad debido al refinado del grano. La reducción de peso.
Óxido de niobio	– Fabricación de niobato de litio para los filtros de ondas acústicas de superficie. – Lentes de cámara. – Revestimiento de vidrio para pantallas de ordenador. – Condensadores cerámicos.	– Alto índice de refracción. – Alta constante dieléctrica. – Aumento de transmitencia de luz.
El niobio carburo	Cortar composiciones de la herramienta.	La deformación a alta temperatura, controla el crecimiento del grano.
Polvo de niobio	Condensadores de niobio para circuitos electrónicos.	De alta constante dieléctrica, la estabilidad del dieléctrico de óxido.
Placas de metal de niobio, láminas, alambre, varilla, tubería	– Blancos de pulverización. Polvos blancos. – Sistemas de protección catódicos para grandes estructuras de acero. – Maquinaria de procesamiento químico.	Resistencia a la corrosión, la formación de películas de óxido y nitruro. Aumento de la resistencia a alta temperatura y resistencia a la corrosión, resistencia a la oxidación, resistencia a la fluencia mejorada, reducción de la erosión a altas temperaturas.
Aleación de niobio-titanio, aleación de niobio-estaño	Superconductores bobinas magnéticas en las imágenes de resonancia magnética (MRI), la magnetoencefalografía, los sistemas de transporte de levitación magnética, experimentos de física de partículas.	La resistencia eléctrica de alambre de aleación se reduce a prácticamente cero en o por debajo de la temperatura del helio líquido (-268,8 ° C).
Aleación de circonio-niobio 1%	– Las lámparas de vapor de sodio – Equipo de procesamiento químico	Resistencia a la corrosión, la fijación del oxígeno, la resistencia a la fragilización.
Grado de vacío de ferro-niobio y níquel-niobio	Añadir superaleaciones para aplicaciones de pala de turbina de los motores a reacción y turbinas terrestres. Inconel familia de aleaciones, superaleaciones.	Aumento de la resistencia a alta temperatura y resistencia a la corrosión, resistencia a la oxidación, resistencia a la fluencia mejorada, reducción de la erosión a altas temperaturas.