니오브 생산 공정은 무엇입니까?
니오브 생산 방법
금속니오븀을 생산하는 주요 방법으로는 탄소열환원, 알루미늄열환원, 나트륨열환원 등이 있다. 용융염 전기분해와 할로겐화니오븀 환원도 사용됩니다.
진공 탄소 저감 방식
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%), 저렴한 환원제, 낮은 생산 비용. 이는 습식 가공이 필요한 나트륨 감소 방법의 부산물을 방지하여-순도가 높은 니오브 바와 금속 분말을 생성합니다.
산업적으로는 직접 탄소 저감과 간접 탄소 저감이라는 두 가지 프로세스가 있습니다. 직접적인 탄소 환원은 표면적이 크고 금속 불순물과 질소 함량이 낮은 스펀지- 형태의 니오븀을 생성하며, 이는 니오브 분말의 비용량을 높이는 데 기여합니다. 따라서 이 공정은 커패시터-등급 니오브 분말을 생산하는 데 적합합니다. 간접환원은 높은 설비생산능력과 안정적인 공정이 특징입니다. 생성된 니오브 금속은 상대적으로 밀도가 높고 상대적으로 규칙적인 치수를 가지므로 니오브 바, 잉곳 및 가공된 니오브 재료를 만드는 데 적합합니다.
알루미노열 환원
알루미노열 환원은 종종 노 외부에서 수행됩니다. 환원 및 제련 반응은 가열되지 않은 용기에서 발생합니다. 반응이 완료된 후 용기를 제거하고 생성물을 제거한 후 금속과 슬래그를 노 외부로 분리합니다. 알루미늄열환원에 의해 생산된 니오브 금속은 알루미늄 함량이 높으며 진공열처리(1800도), 전해정련, 전자빔로 용해를 통해 추가로 제거할 수 있습니다. 니오븀은 두 번의 전자빔 용해 공정을 거쳐 매우 높은 순도를 달성할 수 있습니다. 알루미노열 환원은 진공 조건이 필요하지 않으며 작동이 간단하고 쉽습니다. 그러나 제품 순도가 낮고 니오븀에는 알루미늄 함량이 높아 추가 정화 및 불순물 제거를 위해 전자빔 용해가 필요합니다.
나트륨 열 환원
니오븀은 커패시터 제조에 거의 사용되지 않으므로 나트륨 환원법은 덜 일반적으로 사용됩니다. 전기분해
니오븀은 용융염 전기분해와 수용액 전기분해를 이용한 전기분해로 제조할 수 있다. 용융염 전기분해는 간단한 장비가 필요하며 니오브 분말 생산에 대한 생산 비용이 저렴합니다.
질화
앞서 언급한 방법 외에도 최근에는 니오브 생산을 위한 질화 방법이 개발되었다. 이 방법은 산화니오븀 또는 페로니오븀을 원료로 사용하며 먼저 암모니아, 질소 및 탄소와 반응하여 질화니오븀을 형성합니다. 니오븀 질화물은 2103~2373K 사이의 온도에서 진공 상태에서 금속 니오븀으로 열분해됩니다.
니오브 정제
니오브 분말, 스폰지 또는 부서지기 쉬운 니오브 막대는 니오브 화합물을 환원하여 생산할 수 있습니다. 그러나 이러한 제품에는 여전히 일정량의 불순물, 특히 수소, 산소 및 질소가 포함되어 있어 니오븀을 부서지기 쉽게 만들고 추가 제거가 필요할 수 있습니다. 니오븀 정제에는 정제와 치밀화라는 두 가지 주요 목적이 있으며, 이 두 공정은 일반적으로 산업 생산에서 동시에 수행됩니다. 니오븀은 산소와 탄소에 대한 강한 친화력으로 인해 산소- 및 탄소질 재료로 만들어진 용기는 사용할 수 없습니다. 또한, 정련은 고온, 고-진공 조건에서 수행되어야 하므로 정련 공정이 복잡할 뿐만 아니라 장비에 대한 요구도 높습니다. 니오븀 정제 방법에는 주로 진공 소결(예: 니오븀 진공 소결), 아크 용해(예: 니오븀 진공 아크 용해) 및 전자빔 용해(예: 니오븀 전자빔 용해)가 포함됩니다. 전자빔 용해는 최고의 정제 결과를 제공하며 가장 널리 사용됩니다. 최적의 정제를 달성하기 위해 소결을 통해 생산된 니오브 바의 전자빔 용융과 같은 여러 정제 방법의 조합이 종종 사용됩니다.
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