Nióbio
Informações sobre os minérios de nióbio os usos e as suas aplicações
Informações sobre os minérios de nióbio os usos e as suas aplicações
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| Minério de coltan contendo tântalo e nióbio. |
O nióbio é um elemento químico, de símbolo Nb, número atômico 41 (41 prótons e 41 elétrons) e massa atômica 92,9 u. É um elemento de transição pertencente ao grupo 5 (anteriormente denominado 5B) da classificação periódica dos elementos.
É usado principalmente em ligas de aço para a produção de tubos condutores de fluidos. Em condições normais, é sólido. Foi descoberto em 1801 pelo inglês Charles Hatchett.
O elemento, Nióbio, nunca foi encontrado livre na natureza
Nióbio (como elemento químico) é produzido a partir da separação dos compostos químicos dos minerais que contém o nióbio, nióbio puro não é encontrado na natureza.
Sendo assim, o nióbio na imagem seguinte é um cristal de nióbio e um cubo de nióbio produzidos a partir de minerais.
Minérios de Nióbio
O Nióbio ocorre na natureza somente na forma de sais complexos, os minérios são em número de aproximadamente de 100.
Os minérios de maior interesse são os da lista seguinte:
Carlosbarbosaíta
Os minérios de maior interesse são os da lista seguinte:
Carlosbarbosaíta
Coltan (Columbita/Tantalita)
Columbita
Disanalita
"Disanalita" é uma variedade rara de Perovskita, que é muito rica em nióbio, encontrada na localidade de Perovskite Hill, Magnet Cove, Condado de Hot Spring, Arkansas, EUA
Euxenita (radioativo)
Franconita
A franconite é um mineral de nióbio encontrado em poucas localidades em todo o mundo.
Okaita
Okaita é extraído do Complexo Carbonatítico de Oka, Oka Niobium Mine, no Quebec, Canadá. Okaite é uma rocha ígnea ultramáfica feldspathoidal composta de nefelina, melilita, mica biotita e minerais acessórios menores. O nióbito esta presente na Okaita em pouquíssimas porcentagens.
Pirocloro
Nióbio é extraído principalmente do pirocloro, sendo este o minério de maior interesse comercial.
Nota: O minério de pirocloro geralmente contém mais de 0,05% de urânio e tório radioativos que ocorrem naturalmente.
Lueshe, em Kivu do Norte, na República Democrática do Congo, possui depósitos substanciais de pirocloro.
Samarskita (radioativo)
Tantalita
Os minérios que contêm nióbio também contém tântalo, como a niobite (columbita) (Fe, Mn)(Nb, Ta)2O6 e o coltan [(Fe, Mn)(Ta, Nb)2O6]. Os minerais de columbita-tantalita são geralmente os minerais mais encontrados nas intrusões alcalinas e de pegmatito.
Nos niobatos também se encontram elementos como o cálcio, urânio, o tório e metais de terras raras. Os exemplos de niobatos são: os minerais de pirocloro (NaCaNb2O6F ), e euxenita [(Y, Ca, Ce, U, Th) (Nb, Ta, Ti)2O6]. Grandes depósitos de nióbio foram encontrados associados à rochas de carbono – silicatos, e, como constituinte do pirocloro.
Produção de Nióbio:
Somente a tantalita e a niobite são utilizados em escala industrial na produção do nióbio. Depois da separação inicial de outros compostos, é obtida uma mistura de pentóxido de tântalo e pentóxido de nióbio.
São precisas varias etapas no processamento para se obter o Nióbio.
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| Placas de Nióbio processadas para indústria biomédica. |
Característica física:
Depois de processado o nióbio é um material lustroso, com coloração cinza (cinza metálico, mas azulado quando oxidado), dúctil, um metal paramagnético no Grupo 5 da Tabela Periódica.
Torna-se um material supercondutor sob temperaturas criogênicas. Sob pressão atmosférica, possui a temperatura crítica mais elevada dos elementos supercondutores: 9,2 K, tendo a melhor supercondutividade. Além disso, ele é um dos três elementos supercondutores Tipo 2, junto com o vanádio e o tecnécio. As propriedades supercondutoras são fortemente dependentes de sua pureza. Quanto mais puro, mais mole e dúctil, porém, as impurezas do nióbio o tornam mais duro.
O metal tem uma baixa captação de nêutrons térmicos e, consequentemente, utiliza-se nas indústrias nucleares.
Nióbio e o Tântalo:
O nióbio têm propriedades físicas e químicas similares ao do elemento químico tântalo e, portanto, ambos são difíceis de distinguir.
Ocorreram muitas discussões sobre a diferenciação entre colúmbio (nióbio) e tântalo.
As diferenças entre o tântalo e o nióbio foram confirmadas em 1864 por Christian Wilhelm Blomstrand, Henri Etienne Sainte-Claire Deville, e Louis J. Troost, que determinaram as fórmulas de alguns dos compostos em 1865 e, finalmente, pelo químico suíço Jean Charles Galissard de Marignac em 1866, que comprovou a existência dos dois elementos químicos.
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| Columbita, minério de Nióbio |
O nióbio têm diversas características similares ao tântalo e ao zircônio. Ele reage com muitos elementos químicos da classe dos não metais em altas temperaturas: o nióbio reage com o fluoreto numa caldeira com gás cloro e hidrogênio sob temperatura de 200 °C e com nitrogênio com temperatura de 400 °C, produzindo os produtos intersticiais e não estequiométricos.[49] O metal começa a oxidar na atmosfera sob temperatura de 200 °C,[64] e é resistente à corrosão e ao contato de elementos alcalinos e por ácidos, incluindo água regia, o ácido clorídrico, o ácido sulfúrico, o ácido nítrico e o ácido fosfórico.[49] O nióbio é atacado pelo ácido fluorídrico, e, por misturas de ácido fluorídrico com o ácido nítrico.
Usos e aplicações do Nióbio:
Devido as extraordinárias características do nióbio, pesquisadores ainda fazem diversos tipos de pesquisas a fim de desenvolver tecnologias no setor de supercondutores, na geração e transmissão de energia elétrica, no sistema de transporte e na mineração, sendo amplamente empregados na construção de equipamentos químicos, mecânicos, aeronáuticos, biomédicos e nucleares.
Aplicações hipoalergênicas como em joias e medicamentos;
Eletrocerâmicas;
Ímãs supercondutores;
Ligas metálicas com base de nióbio;
Numismática;
Produção de aço;
Superligas.
Também é utilizado em indústrias nucleares;
selos arcos voltaicos de lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão;
ligas de supercondutores;
solda por arco elétrico;
sistemas de proteção catódica nos tanques de água;
catalisadores heterogêneos de alto desempenho;
etc.
Maiores produtores de Nióbio
O maior depósito no Brasil está localizado ao sul de Araxá, Minas Gerais, seguido pelo depósito da mina de Catalão, a leste de Catalão, Goiás. O terceiro maior depósito de minério de nióbio é o de Niobec, a oeste de Saint-Honoré, perto de Chicoutimi, Quebec.
O Ouro Azul (Coltan)
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| Minério de coltan contendo tântalo e nióbio. |
As maiores reservas de tantalita (na forma "coltan", ou seja, junto com a columbita) estão na República Democrática do Congo, onde se trava uma guerra civil há anos em torno da posse das minas, entre outras complicações étnicas, territoriais e políticas. A ONU apresenta estimativas desconcertantes como a de que já morreram mais de 4 milhões de pessoas na disputa pelo "ouro azul", além do impressionante faturamento que teve o exército de Ruanda no comércio do caro mineral, sendo que não há mineração de "coltan" nesse país vizinho do Congo. A mineração de columbita-tantalita provoca grandes impactos no meio-ambiente tropical do Congo, uma vez que não são tomadas as devidas medidas de mitigação ambiental (fato óbvio no meio de uma região em guerra) além de as minas se encontrarem próximas ou mesmo algumas dentro de parques nacionais.
A obtenção desses materiais a partir de componentes eletrônicos é complexa e cara. Ambos metais são extremamente caros e raros na natureza.
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