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五氧化二铌用作拉铌酸镍单晶,制特种光学玻璃、高频和低频电容器及压电陶瓷元件。也用于生产铌铁和特殊钢需要的各种铌合金。是制取铌及其化合物的原料。还用作催化剂、耐火材料。
性状 白色粉末。
相对密度4.47g/cm。
熔点1485℃±5℃。
不溶于水,难溶于酸,能溶于熔融硫酸氢钾或碱金属的碳酸盐、氢氧化物中。
溶解情况:不溶于水,除硫酸和氢氟酸外,不溶于其它酸。
焙烧法:将铌料或粗五氧化二铌经硝酸和氢氟酸混合液溶解生成氟铌酸,用强酸和甲基异丁酮有机相混合液萃取铌,再经反萃后,用氨水和氟铌酸反应生成氢氧化铌沉淀,再经洗涤、烘干及灼烧,可得精制五氧化铌。
3Nb+5HNO3+21HF→3H2NbF7+5NO+10H2O
H2NbF7+7NH4OH→Nb(OH)5+7NH4F+2H2O
2Nb(OH)5→Nb2O5+5H2O
【其他】
受热时变黄色,冷却后仍变白色。与碱金属的酸式硫酸盐、盐酸盐或氢氧化物共熔而分解。
【用途】
用作拉铌酸镍单晶,制特种光学玻璃、高频和低频电容器及压电陶瓷元件。也用于生产铌铁和特殊钢需要的各种铌合金。是制取铌及其化合物的原料。还用作催化剂、耐火材料。
【安全性】 高纯品用双层盖聚乙烯塑料瓶包装,每瓶净重5kg,严密封口。后外套聚乙烯塑料袋置于硬箱中,用纸屑填紧,以防窜动,每箱净重20kg。工业品为双层聚乙烯塑料袋装,外套铁套,每桶净重40kg。贮存于通风、干燥处。不得露天堆放。包装应密封。运输时要防雨淋和包装破损。失火时,可用水、砂土和灭火器扑救。毒性及防护:职业性中毒尚没有记载。使用铌络合物的工人,上呼吸道的发病率相对高,这可能与分离出来的氟化氢和氟铌酸盐的作用有关。铌及其氧化物的最高容许浓度为10mg/m ;含氟化合物通常按氟计算,即1mg/m 。在粉尘含量较高的环境中工作,要戴防毒口罩,要注意通风和除尘。
中文名称:五氧化二铌
中文别名:氧化铌;氧化铌(V)
英文名称:Niobium(V) oxide
英文别名:diniobium pentaoxide
CAS:1313-96-8
EINECS:215-213-6
分子式:Nb2O5
分子量:265.8098
可以催化二氧化硫氧化
V2O5 + 2KOH == 2KVO3 + H2O182 2*56=112 2*138=276 18
五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业,主要用于冶炼钒铁用作合金添加剂,占五氧化二钒总消耗量的80%以上,其次是用作有机化工的催化剂,即触媒,约占总量的10%,另处用作无机化学品、化学试剂、搪瓷和磁性材料...
钙化焙烧法从石煤中提取五氧化二钒
钙化焙烧法从石煤中提取五氧化二钒
在真空条件下用炭还原五氧化二铌(钽)制取金属铌(钽)的方法。
提拉法以碳酸锂、五氧化二铌为原料制备铌酸锂:将碳酸锂和五氧化二铌放入铂金坩埚中,沿(001)方向生长晶体。为得到优质无色透明圆柱体,必须在晶体生长的两个方向的两个端面的温度略高于居里温度时,再加一个适当大小的电场,形成晶体后将晶体冷却至室温,即制得铌酸锂晶体。
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:
Ta2O5+ 14 HF → 2 H2[TaF7] + 5 H2ONb2O5+ 10 HF → 2 H2[NbOF5] + 3 H2O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:
H2[NbOF5] + 2 KF → K2[NbOF5]↓ + 2 HF然后:
2 H2[NbOF5] + 10 NH4OH → Nb2O5↓ + 10 NH4F + 7 H2O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:
3 Nb2O5+ Fe2O3+ 12 Al → 6 Nb + 2 Fe + 6 Al2O3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。
国家 | 2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 |
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澳大利亚 | 160 | 230 | 290 | 230 | 200 | 200 | 200 | ? | ? | ? | ? | ? |
巴西 | 30,000 | 22,000 | 26,000 | 29,000 | 29,900 | 35,000 | 40,000 | 57,300 | 58,000 | 58,000 | 58,000 | 58,000 |
加拿大 | 2,290 | 3,200 | 3,410 | 3,280 | 3,400 | 3,310 | 4,167 | 3,020 | 4,380 | 4,330 | 4,420 | 4,400 |
刚果民主共和国 | ? | 50 | 50 | 13 | 52 | 25 | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
莫桑比克 | ? | ? | 5 | 34 | 130 | 34 | 29 | ? | ? | ? | ? | ? |
尼日利亚 | 35 | 30 | 30 | 190 | 170 | 40 | 35 | ? | ? | ? | ? | ? |
卢旺达 | 28 | 120 | 76 | 22 | 63 | 63 | 80 | ? | ? | ? | ? | ? |
全球 | 32,600 | 25,600 | 29,900 | 32,800 | 34,000 | 38,700 | 44,500 | 60,400 | 62,900 | 62,900 | 62,900 | 63,000 |