铌铁矿

根据估算，铌在地球地壳中的丰度为百万分之20，在所有元素中排列第33位。部份科学家认为，铌在整个地球中的含量更高，但因密度高而主要聚集在地核中。铌在自然界中不以纯态出现，而是和其他元素结合形成矿物。这些矿物一般也含有钽元素，例如钶铁矿(即铌铁矿，(Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6)和钶钽铁矿((Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6)。含铌、钽的矿物通常是伟晶岩和碱性侵入岩中的副矿物。其他矿物还有钙、铀和钍以及稀土元素的铌酸盐，例如烧绿石((Na,Ca)2Nb2O6(OH,F))和黑稀金矿((Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6)等。这些大型铌矿藏出现在碳酸盐岩(一种碳酸盐、硅酸盐火成岩)附近，亦是烧绿石的组成成份。

巴西和加拿大拥有最大的烧绿石矿藏。两国在1950年代发现这些矿藏，至今仍是铌精矿的最大产国。世界最大矿藏位于巴西米纳斯吉拉斯州阿拉沙的一处碳酸盐侵入岩地带，属于CBMM(巴西矿物冶金公司);另一矿藏位于戈亚斯，属于英美资源，同样是碳酸盐侵入岩。以上两个矿场的产量占世界总产量的75%。第三大矿场位于加拿大魁北克省萨格奈附近，产量占世界7%。

一种金属元素。铌能吸收气体，用作除气剂，也是一种良好的超导体。旧称"钶"。化学符号Nb，原子序数41，原子量92.90638，属周期系ⅤB族。1801年英国查尔斯·哈切特(Charles ·Hatchett)在研究伦敦大英博物馆中收藏的铌铁矿中分离出一种新元素的氧化物，并命名该元素为columbium(中译名钶)。1802年瑞典A.G.厄克贝里在钽铁矿中发现另一种新元素 tantalum。由于这两种元素性质上非常相似，不少人认为它们是同一种元素。由于它与钽非常相似，起初他竟搞混了。1844年德意志H.罗泽详细研究了许多铌铁矿和钽铁矿，分离出两种元素，才澄清了事实真相。最后查尔斯·哈切特用神话中的女神尼俄伯(Niobe)的名字命名了该元素。在历史上，最初人们用铌所在的铌铁矿的名字"columbium"来称呼铌。铌 在地壳中的含量为0.002%，铌在地壳中的自然储量为520万吨，可开采储量440万吨， 主要矿物有铌铁矿〔(Fe，Mn)(Nb，Ta)2Ob〕、烧绿石〔(Ca，Na)2(Nb，Ta，Ti)2O6(OH，F)〕和黑稀金矿、褐钇铌矿、钽铁矿、钛铌钙铈矿。

CAS号:2023-50-5

拼音:nǐ ní 繁体字:铌

部首:钅，部外笔画:5,总笔画:10 ; 繁体部首:金，部外笔画:5,总笔画:13

五笔86&98:QNXN 仓颉:XCSP

笔顺编号:3111551335 四角号码:87712 UniCode:CJK 统一汉字 U+94CC

元素符号:Nb

元素英文名称:niobium

元素类型:金属元素

原子体积:10.87 (立方厘米/摩尔)

元素在太阳中的含量: 0.004 (ppm)

元素在海水中的含量:0.0000009 (ppm)

地壳中含量:20(ppm)

相对原子质量:92.90638

原子序数:41

所属周期:5

所属族数:VB

电子层排布:2-8-18-11-2

晶体结构:晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。

晶胞参数:a = 330.04 pm， b = 330.04 pm， c = 330.04 pm， α = 90°， β = 90°， γ = 90°

氧化态:Main Nb+5 ，Other Nb-3, Nb-1, Nb+1, Nb+2, Nb+3, Nb+4

莫氏硬度:6

声音在其中的传播速率:3480(m/S)

电离能 (kJ /mol)

M - M+ 664

M+ - M2+ 1382

M2+ - M3+ 2416

M3+ - M4+ 3695

M4+ - M5+ 4877

M5+ - M6+ 9899

M6+ - M7+ 12100

金属铌可用电解熔融的七氟铌酸钾制取，也可用金属钠还原七氟铌酸钾或金属铝还原五氧化二铌制取。纯铌在电子管中用于除去残留气体，钢中掺铌能提高钢在高温时的抗氧化性，改善钢的焊接性能。铌还用于制造高温金属陶瓷。

开采所得的矿石要经过分离过程，使五氧化二钽(Ta2O5)和五氧化二铌(Nb2O5)从其他矿物中脱离出来。加工过程的首个步骤是与氢氟酸反应:

让-夏尔·加利萨·德马里尼亚发明了产业规模的分离方法，利用了铌和钽的氟化物配合物所拥有的水溶性差异。新的方法则使用类似环己酮的有机溶剂把氟化物从水溶液中萃取出来，再用水将铌和钽的配合物从有机溶剂中分别提取。加入氟化钾能使铌沉淀成氟化钾配合物，而加入氨则可沉淀出五氧化二铌:

然后:

从化合物到金属态的还原方法有几种。一是对K2[NbOF5]和氯化钠的熔融混合物进行电解，二是用钠对氟化铌进行还原。这种方法所得出的铌金属具有较高的纯度。在大规模生产中，则一般使用氢或碳对Nb2O5进行还原。另一种方法利用铝热反应，其中氧化铁和氧化铌与铝反应:

少量类似硝酸钠的氧化添加剂可以加强以上反应。这样会产生氧化铝和铌铁合金，后者可用于钢铁生产。铌铁一般含有60%至70%的铌。如不加入氧化铁，铝热反应会产生铌金属，不过要经纯化过程才可制成具超导性质的高纯度铌合金。世界最大的两家铌经销商所用的方法是真空电子束熔炼。

截至2013年，巴西冶金及矿业有限公司(葡萄牙语:Cia. Brasileira de Metalurgia & Mineração)控制了世界85%的铌生产。美国地质调查局估计，铌产量从2005年的38,700吨升至2006年的44,500吨。全球铌资源存量估计有440万吨。在1995至2005年间，产量从17,800吨上升至双倍以上。2009年至2011年，产量维持在每年63,000吨的稳定状态。