Nozioni di base sul niobio

Il niobio è un metallo grigio-argento che diventa leggermente blu se esposto all'aria a temperatura ambiente. Il suo aspetto è simile all'acciaio lucido o al platino.

È un metallo di transizione appartenente al Gruppo V della tavola periodica con peso atomico 92,9064 e simbolo atomico Nb. Ha 28 isotopi con emivita nota e numero di massa compreso tra 83 e 110. Il niobio naturale è il suo isotopo stabile niobio 93.

Il niobio è anche un metallo refrattario. I metalli refrattari sono un gruppo speciale di metalli che mantengono la loro durezza e resistenza anche se sottoposti a calore estremo e presentano numerose altre proprietà uniche che li rendono utili per una vasta gamma di processi di produzione. Altri metalli refrattari includono:

Tungsteno (W)
Molibdeno (Mo)
Tantalio (Ta)
Renio (Ri)
Titanio (Ti)
Molti altri metalli esotici
Il niobio non può essere trovato da solo in natura. Invece, si trova in un gruppo di minerali noto come gruppo columbite-tantalite. Oltre all'ovvia columbite-tantalite, questo gruppo contiene pirocloro, pirosseno, tantalite e columbite, nota anche come columbite. È stato scoperto che grandi quantità di niobio sono associate alle rocce di silicato di carbonio (note anche come carbonatiti) e al niobato di sodio e calcio. Alcuni dei più grandi giacimenti conosciuti si trovano in Canada, Brasile, Russia, Nigeria e Repubblica Democratica del Congo.

Questi minerali spesso contengono anche tantalio. Il niobio e il tantalio condividono molte proprietà, ma c'è una differenza principale. Il tantalio è circa due volte più pesante del niobio.

Il niobio è anche 10 volte più abbondante del tantalio nella crosta terrestre. Il suo contenuto nella crosta terrestre è di circa 17 parti per milione in peso o 3,7 parti per milione in mole. Ciò significa che nella crosta terrestre c'è più niobio che piombo, ma meno che rame. Il costo per 100 grammi è di circa 18 dollari.

Il processo utilizzato per produrre il niobio è piuttosto complesso, soprattutto perché deve essere separato dal tantalio.

Il niobio può essere separato da queste altre sostanze formando un ossido e quindi riducendolo con idrogeno e carbonio. Il processo di separazione utilizza solventi per estrarre gli elementi in un processo liquido-liquido e quindi fa precipitare il niobio. Il processore deve quindi cuocerlo fino a ottenere pentossido di niobio (Nb2O5), che viene poi ridotto in polvere utilizzando processi di idrogenazione e metallotermici. La sinterizzazione sotto vuoto o la fusione con fascio di elettroni consolida e purifica ulteriormente la polvere.

Un altro metodo per ottenere il niobio comprende l'elettrolisi dei sali fusi o la riduzione dei complessi del fluoro utilizzando metalli reattivi.

Il niobio viene solitamente legato con metalli, inclusi ferro, nichel e cobalto, prima dell'uso.