Yleistä niobista
Niobi (Nb) on valkohohtoinen, joustava, siirtymämetalleihin kuuluva alkuaine. Sen kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet ovat samankaltaiset kuin tantaalilla, minkä vuoksi ne usein ryhmitetäänkin yhteen. Molemmat aineet ovat tyypillisesti erittäin hyviä johteita, korroosionkestäviä ja niillä on erittäin korkeat sulamispisteet.
Kuva 1. Niobioum-yleiskatsaus. (Lähde: USGS, Jan 2023)
Käyttökohteet
Niobia (käytetään myös nimeä niobium) käytetään lähinnä seosmetallina erikoisteräksissä. Hyvän lämmönkestävyyden takia niobia sisältäviä seoksia käytetään esimerkiksi suihku- ja rakettimoottoreissa. Sitä käytetään myös suprajohtavissa materiaaleissa. Muita käyttökohteita ovat ydinvoima-, elektroniikka- ja optiikkateollisuus. Jo pienikin määrä niobia parantaa useiden materiaalien ominaisuuksia ja suorituskykyä esimerkiksi sähköisen liikenteen ja energiasektorin puolella (lähde: Niobium Tech).
Kuva 2. Niobi on tärkeä materiaali hi-tech-maailmassa. (kuva: Niobium Tech )
Niobin uskotaan mahdollistavan myös merkittäviä parannuksia litiumioniakkujen materiaaleissa.
Kuva 3. Niobi on myös uuden sukupolven li-ion-akkujen materiaali. (kuva: Niobium Tech)
Niobi voidaan korvata tuotteissa esimerkiksi molybdeenillä, tantaalilla tai volframilla korkean lämpötilan yhdisteissä (superalloy). Ruostumattomassa ja erityisvahvoissa teräksissä niobium voidaan korvata molybdeenillä, tantaalilla tai titaanilla. Niobin korvaaminen näillä vaihtoehtoisilla materiaaleilla voi heikentää suorituskykyä tai nostaa kustannuksia. (Lähde: USGS, Jan 2023)
Esiintymät ja tuotanto
Niobipitoisuus maankuoressa on keskimäärin suhteellisen alhainen (8 ppm). Luonnossa niobi esiintyy erilaisissa taloudellisesti merkittävissä oksidimineraaleissa kuten kolumbiitti (Fe, Mn) Nb2O6, eukseniitti (Y,Ca,Ce)(Nb,Ta,Ti)2O6, lueshiitti NaNbO2 ja pyrokloori [(Na,Ca)2Nb2O6(OH,F)]. Noin 89 % maailman niobituotannosta on ferroniobia, jota käytetään erikoislujan ja niukkaseosteisen teräksen valmistuksessa, sekä muissa seoksissa, kemikaaleissa ja kovametalleissa.
Niobin kierrätysmääriä ei ole tiedossa, mutta ne saattavat olla n. 20 % kulutuksesta (USGS 2012). Niobin maailmanlaajuinen tuotanto vuonna 2010 oli 62 900 t, josta yli 90 % tuotettiin Brasiliassa (USGS 2012). Muita tuottajia on mm. Kanada. Vastaavasti maailman niobivarat on arvioitu 3 000 000 t suuruiseksi, ja niistä n. 97 % sijaitsee Brasiliassa. Suurin osa tunnetuista varannoista on sitoutunut karbonatiiteissa oleviin pyroklooriesiintymiin ja ne katsotaan riittäviksi kattamaan arvioidut tarpeet. (GTK, 2013)
Kuva 4. Niobiumin suurimmat tuottajamaat ja esiintymät. (Lähde: USGS, January 2021)
Kuva 5. Autoteollisuus on tärkeä markkina niobille. (kuva: Niobium Tech )
Kuva 6. Vahvempia, kevyempiä, älykkäämpiä ja turvallisempia autoja niobiumin ansiosta. (Kuva: Introduction to Niobium Brakes, July 2020)
(Päivitetty 10.4.2023)
Niobiin liittyviä uutisia
- Mineral Commodity Summaries. U.S. Geological Survey, January 2023.
- Improving brake systems with Niobium. Niobium Tech, 23 Jan 2022.
- CBMM and Niobium applying new materials research to automotive applications. Auto Trendy, 4 March 2021.
- Niobium and tantalum: Silmet, Energy Fuels await public consultation deadline. Roskill, 30 June 2020.
- Niobium, tantalum: Silmet facing uncertain future. Roskill, 11 June 2020.
- Roskill: Niobium industry looking for a future beyond steel; Li-ion batteries a possibility. Green Car Congress,
- Niobium: NioBay Metals signs protection agreement to proceed with James Bay project. Roskill, 6 January 2020.
- Battery innovation-niobium as a disrupting element. Niobium Tech, 1 May 2019.
- Uusi innovaatio erottelee magneettikuvauslaitteiden suprajohtavat langat (Kuusakoski, 19.1.2018)
Lisätietoa niobista
- Niobium – Statistics and Information. USGS.
- Battery Innovation Niobium as a Disrupting Element. Niobium Tech, May 2019.
- How much niobium can I use? Niobium Tech, August 2018.
- Griffith, K.J., Wiaderek, K.M., Cibin, G. et al. (2018) “Niobium tungsten oxides for high-rate lithium-ion energy storage.” Nature 559, 556–563 doi: 10.1038/s41586-018-0347-0
- Kriittiset materiaalit ja huoltovarmuus -selvitys. Huoltovarmuuskeskus, 2017.
Niobium-vuosikatsaus, USGS 2021
LATAA KRIITTISET METALLIT JA HUOLTOVARMUUS -RAPORTTI TÄÄLTÄ!