Неодим в Екатеринбурге

Неодим металл

Неодим – это один из 17 редкоземельных элементов, включенных в периодическую таблицу Д.И. Менделеева. Металлы объединяют общие физико-химические характеристики и высокая стоимость, доходящая на международном рынке до нескольких тысяч долларов за 1 кг.

Добыча и производство неодима

Сырье добывается в карьерах. Лидирующие позиции по добыче редкоземельных руд занимает Китай (92-94%), за ним следует США, Казахстан, Япония, Украина. В России одно из самых больших месторождений в мире было обнаружено в Томпоре, находящимся на стыке Красноярского края и Якутии, работы по добыче давно ведется на территории Левозерского рудника неподалеку от Мурманска.

Чистый элемент серебристо-белого цвета получают из рудных концентратов Nb2O5, содержащих от 9 до 60% ниобия. Металл выделяют с помощью сложной технологии, в частности, с помощью электролиза из безводных галогенидов: фторида неодима NdF3 и хлорида NdCl3 при температуре 1000 °C. Катодная плотность тока составляет 4,7 А/см². Анод и катод выполнены из графита. Промышленная технология представлена алюмотермическим, карботехническим, натрийтермическим и другим способом. Из воды ниобий выделить не удается.

Характеристики

Металл плавится при температуре1294 K, кипит при 3341 K. Показатель удельной теплоты плавления составляет 7,1 кДж/моль, испарения - 289 кДж/моль, теплопроводность оценивается в 300 K) (16,5) Вт/(м·К).

Элемент демонстрирует химическую устойчивость, уступая по характеристике лишь танталу, но при нагревании на воздухе соединяется с неметаллами, в числе которых водород, минеральные кислоты, азот.

Популярность ниобия обусловлена его свойствами, в частности:

• тугоплавкостью;
• сверхпроводимостью;
• высокой обрабатываемостью давлением при низких температурах;
• способностью повышать жаропрочность;
• небольшой площадью захвата тепловых нейтронов;
• антикоррозионной стойкостью.

Применение

До 60-х годов прошлого века редкоземельный материал Neodymium (Nd) был малоинтересен, но с открытием технологии разделения урановых изотопов ситуация изменилась на противоположную.

Магнитные свойства ниобия высоко востребованы в мировом промышленном производстве, специализирующемся на выпуске трансформаторов, моторов, электрогенераторов, цветного стекла, лазерной продукции и многочисленных приборов, в которых используется электромагнитная индукция.

На основе колоссальной магнитной силы, присущей редкоземельному представителю, создаются постоянные магниты колоссальной мощности. В числе активных потребителей, постоянно нуждающихся в редкоземельном материале, находятся отрасли:

• радиоэлектроника;
• ракетостроение;
• атомная промышленность;
• ракетостроение;
• авиация;
• машино- и приборостроительная сфера, нефтяная промышленность, в которой неодимовый катализатор является важным компонентом при изготовлении синтетического каучука.

Редкоземельный металл служит базовым элементом магнитов, установленных в жестких дисках, в ветротурбинах, а также основной добавкой при производстве легированной и жаростойкой стали, цветных металлов (в частности, меди, урана).

Использование таких сплавов повышает долговечность изделий в 4-5 раз. Это важнейшее стратегическое сырье, используемое в оружии точного наведения, в конденсаторах высокой удельной емкости, в спутниках, в радарах ночного видения, в энергосберегающих лампах, в защитных очках, в технологии stealth и иных инновационных разработках.

Содержание всего 0,5 % ниобия в сплаве исключает развитие внутренней коррозии в трубах. Добавка ниобия в раствор для обработки семян увеличивает их всхожесть. Металл используется при выпуске коллекционных монет. Ниобий получил широкую известность в мире тем, что он входит в ускоряющую структуру адронного коллайдера.