关于铌钽矿开采及其深加工的前景调研报告_中国钽铌市场调研报告

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关于铌钽矿开采及其深加工的前景调研报告

关于铌钽矿开采及其深加工的前景

调研报告 作者种马哥！

2002年12月17日

一、铌钽的物理和化学性质

铌，原子序数41，原子量92.90638，元素名来源于希腊神话中宙斯之子的名字。1801年英国化学家哈契特从当时陈列在大英博物馆的一块黑色矿石中分离出新元素氧化物，称为钶；1844年德国化学家罗塞进行了透彻研究，证实是铌和钽的混合氧化物。铌在地壳中的含量为0.002%，主要以铌酸盐的形式存在。天然稳定同位素只有铌90。

铌为灰白色金属，熔点2468°C，沸点4742°C，密度8.57克/厘米³。纯铌为立方体心结构，在真空中加热时强烈喷溅。

铌具有良好的抗蚀性，常温下缓慢溶于氢氟酸；在氧气中红热的铌也不会完全氧化；强热下能与氯、硫、氮、碳等元素直接化合。

纯金属铌在电子管中用来除残留气体；铌在合金钢中能提高钢在高温时的抗氧性；铌还用于制造高温金属陶瓷。

钽，原子序数73，原子量180.947。金属钽是一种略呈蓝色的浅灰色金属，由于具有许多奇异的特性，有着广泛的应用领域，因此，被誉为“金属王国”的多面手。

钽的质地十分坚硬，硬度可以达到6~6.5，密度16.6克/厘米³，熔点高达2996℃，仅次于钨和铼，位居第三。钽富有延展性，可以拉成细丝或制成薄箔。其热膨胀系数很小，每升高一摄氏度只膨胀百万分之六点六。除此之外，它的韧性很强，比铜还要优异。

钽还有非常出色的化学性质，具有极高的抗腐蚀性。无论是在冷和热的条件下，对盐酸、浓硝酸及“王水”都无所反应。将钽放入200℃的硫酸中浸泡一年，表层仅损伤0.006毫米。实验证明，钽在常温下，对碱溶液、氯气、溴水、稀硫酸以及其他许多药剂均不起作用，仅在氢氟酸和热浓硫酸作用下有所反应。这样的情况在金属中是比较罕见的。

二、铌坦矿的储量分布和开采情况

1． 铌钽的发展历史

17世纪中叶，在北美洲发现的一种很重的黑色矿物质，送到了英国博物馆保存陈列。过了约150年，到1801年，英国化学家哈契特（C.Hatchett，1765-1847）接受了英国博物馆的这种矿石的分析任务，从其中发现了一种新元素。他把这种新元素称为“Columbium”（钶），这是为了纪念该矿物质最早被发现的地方—哥伦比亚。1802年瑞典化学家艾克伯格（A.G.Ekeberg，1767-1813）又从瑞典、芬兰的一种类似的矿物中分离出另一种新元素，参照希腊神话中宙斯神的儿子坦塔拉斯（Tantalus）的名字，将这个元素命名为Tantalum（钽）。由于钶和钽的性质非常相似，人们曾一度认为它们是同一种元素。到1844年，德国分析化学家罗塞(HeinrichRose,1795-1864)通过化学方法判明了它们是两种不同的元素，并参照坦塔拉期女儿的名字妮奥比（Niobe），把原来哈契特称之为“钶”的元素改名为“Niobium”（铌）。从“钽”和“铌”这两个名字的来源来看，元素周期表中第41号与第73号这两个元素是“父女”关系。这样，第41号元素有了两个名称，“钶”（Cb）和“铌”（Nb）。直接1949年国际纯粹和应用化学联合会上，才正式决定采用Niubium的名称。不过在美国至今还有人在用“Columbium”这名称。

钽和铌不仅都是高熔点稀有金属而且它们实质上还是一对“孪生姐妹”。它俩性质很相似，经常共同存在于上结矿物中。最重要的钽、铌矿物为钽铁矿和铌铁矿，其主要成分为（Fe，Mn）（Ta，Nb）2O6,都含有Ta和Nb，含Ta多于Nb时称钽铁矿，反之称铌铁矿。

钽和铌在元素周期表中同属第V类副族（钒族）。它们的原子半径、离子半径几乎相同（如Nb5+7.0nm,Ta5+7.1nm）。这两个元素的性质在许多方面都非常相似。钽和铌的单质都是银白色的金属，在室温可与氟反应，但与氧、氮、氯等气体都没有明显的作用，加热时则与氯、氧、氮都可反应。钽、铌耐腐蚀能力特别强。人们说在金属耐腐蚀的比赛中钽是冠军、铌是亚军。铌在室温下就与氢氟酸反应而溶于其中，而钽要在大于150℃时，才能与氢氟酸缓慢反应，但钽和铌都易溶于硝酸和氢氟酸的混合物中。室温下浓硫酸与钽和铌无显著反应，温度高于150℃时铌可溶于浓硫酸而钽仅缓慢地溶解。其它的酸以及王水都不与铌、钽反应。

钽和铌虽然在19世纪初就发现了，但到1903年才制出了金属钽，1922年开始工业生产钽；1907年制出了金属铌，1929年才开始工业生产铌。本世纪40年代起，对这两种金属的耐热，耐腐蚀以及电气性能等有了了解，它们才受到人们的注意，在尖端技术领域和工业上开始迅速获得了应用。它们的产量与需求量也迅速上升。1958年美国只生产了33吨金属铌，96吨金属钽，但到了1978年国外钽的需求量已达1200吨以上；铌的需求量则已超过了5000吨。钽和铌一跃而变为前途似锦的重要稀有金属。

2． 中国储量分布及其开采情况

中国是世界上铌、钽、锂、铍等稀有金属矿产资源丰富的一个国家。总保有储量Nb2O5388万吨，仅次于巴西，居世界第2位。我国铌矿已探明储量的矿区有99处，分布于内蒙古、湖北等16个省(区)，以内蒙古最多，占全国铌储量的72%；湖北次之，占24%。钽矿分布于13个省(区)的92个矿区，总保有储量Ta2O58.4万吨，居世界首位。从地区分布看，江西钽矿最丰富，内蒙古、广东次之，三省合计占全国钽储量72.5%。锂矿在九个省(区)有分布。已探明储量的矿区43处，保有氯化锂储量1667万吨，氧化锂237万吨，储量居世界第3位。从省(区)看，以青海资源为最丰富，湖北、四川等省次之。铍矿在15个省(区)有产出，已探明储量的矿区有77处，总保有储量BeO23万吨，以新疆、内蒙古铍储量最多，分别占全国的29.4%和27.8%；四川、云南次之，各占16%左右。以江西宜春铌钽矿、内蒙古白云鄂博铌钽矿、新疆阿勒泰铍、锂-稀有矿、青海锂矿为最重要。铌、钽、锂、铍矿床类型有内主矿床、外生矿床、变质矿床和叠生矿床4类。内主矿床中主要与酸性岩类和碱性岩-碳酸岩有关，外生矿床中以第四纪盐湖沉积型为主。铌、钽、锂、铍矿床自元古宙至新生代均有形成，但以中生代和晚古生代为主。

江西铌钽矿属花岗岩型，含有铌、钽、锂、铷、钩、铍等重要元素，探明的储量，居中国同类型矿床第一，以现在生产规模计算，足够开采一个世纪。矿床中共生有大量石英和长石矿，因此，它又是一个优质玻璃原料和陶瓷原料的重要产地。矿床价值估计达26亿美元之巨。主要分布于赣江流域上游和下游，矿床中伴生矿产繁多，更是锦上添花，引人瞩目。

江苏地质矿产勘查开发公司苏州分公司1999年在苏州市郊区探明一座大型综合稀有金属铌钽矿,目前已探明铌、钽储量分别为4万吨、6000吨,并伴有有用组分锂、铷、铯、锆、铪等。据测算，仅铌、钽矿的经济价值就高达100亿元人民币。

福建省南平市西坑铌钽矿是福建省地勘局70～80年代发现的一个大型稀有金属矿床，已探明工业矿石储量385.4万吨，矿石含钽品位达0.0303，居国内之首，铌钽矿储量居亚洲第一位，世界第二位。

2002年上半年全国地质调查项目进展情况新发现矿产地15处，其中：铜矿4处，锌矿3处，铌钽矿2处，砷矿2处，锑矿2处，金矿1处、锰矿1处。

铌钽矿的开采方法：我国稀有金属矿山，露天和地下矿山都有。但多为露天开采。地下开采不多。随着浅部资源的枯竭，现在开始采用斜井或立井的开拓方式进行采掘深部的铌钽矿资源

铌钽矿的选矿方法：手选法、浮选法、化学或化学-浮选联合法、热烈选法、放射性选法、粒浮选矿法。

铌钽的分离、提纯稀土元素之所以这样困难，是因为它们的性质十分相似，好像亲兄弟一样难以区分。不过，它们之间还是有一些微小的差异。化学家因此采用萃取（即利用稀土元素在有机溶剂和水中的不同溶解度进行富集、分离）、离子交换（即利用稀土元素与离子交换树脂的不同交换性能）等方法把它们—一分离开来。

铌钽的氧化物和盐类早在1824年就开始研究，但纯金属可锻钽直到1903年才用金属钠还原氟钽酸盐的方法制得。1929年金属钽的生产才开始进入工业规模。

3． 世界铌钽销售情况

钽，是一种神奇的贵重金属。它存在于我们的手机、电脑、PDA等电子产品之中，给我们带来了众多便捷。２００１年８、９月，一个名为EmbayNetwork的互联网公告板上出现了一种商品的报价。报价隐藏在办理荷兰劳务护照和结交意大利笔友等各种公告信息的中间，内容为：“每公斤货你可以出多少钱？请最低出价10万美元，可立即交货！”。由于它们的紧俏，除了正常的销售渠道外，地下交易也非常活跃。

钽金属粉是各种高科技产品的关键组成部分，诺基亚、爱立信生产的手机、英特尔生产的电脑芯片、索尼生产的音响设备和录像机，都不能少了钽金属。因此各种渠道的开采销售加工应有尽有，交易非常活跃，地下的交易主要是以最稀有的矿石---铌钽铁矿为主。

全球大多数钽金属（约60亿美元/年）来源于澳大利亚、加拿大和巴西的合法矿厂。

2001年4月，联合国发布了一份有关“非法掠夺刚果自然资源及其它财富”的报告，第一次对高科技产业提出了警醒。报告中提到一个最令人担忧的问题，卢旺达和乌干达的叛军从刚果掠夺、走私了数千吨铌钽铁矿，通过他们的国家出口到国际市场，然后把赚来的钱用于扶持民兵队伍。在乌干达，1997年铌钽铁矿年出口量仅为2.5吨；到1999年，出口量剧增到近70吨。地下交易猖獗，从另一个侧面可以看出，铌钽资源的重要性和稀缺性，以及供求关系之间的矛盾，因此可以判断前景会更加光明的。

1999年，美国8%钽金属矿进口来自刚果，其中还不包括美国从卢旺达和乌干达进口的原产地可能是刚果的钽金属矿。此外，还有许多钽金属找不到原产地。目前，全球15%钽金属供应来自非洲。澳大利亚是最大的生产地，占全球钽金属矿产资源供应的70%；刚果排在第四。

据联合国的调查，有20多家国际矿产贸易公司通过卢旺达进口刚果的铌钽铁矿。从卢旺达、乌干达、布隆迪等国家进口的矿石被贩运到亚洲、欧洲和美国。比利时航空公司定期把矿石从刚果、乌干达和卢旺达运出来，而美洲航空公司（比利时航空公司的合伙企业）把这些矿石运往全美各地。矿石由提炼公司对其进行提炼，然后得到钽金属粉，其中有世界最大的提炼公司---H.C.Starck公司（钽金属产量占全球的50%）和第二大提炼公司---Cabot公司。提炼公司一般从国际贸易公司购买铌钽铁矿，但有时也从大的矿山和当地商人直接购买铌钽铁矿，他们对矿石进行提炼后，把钽金属粉销售给电容器制造商（如AVX、Epcos、日立、NEC），然后由电容器制造商制成钽电容器卖给高科技企业。阿尔卡特、康柏、戴尔、爱立信、惠普、IBM、朗讯、摩托罗拉、诺基亚等大名鼎鼎的高科技企业是钽电容器的最大买家；而AMD、英特尔等芯片公司大量购进钽金属粉，用于制造半导体。

随着全球消费者对新式手机和先进电脑的渴求，高科技公司将继续花费大把美元购买钽电容器，而他们的供应商也将继续想方设法从世界各地搜寻钽金属。因此，铌钽铁矿的市场需求不会消失。

三、铌坦材料的用途和前景

钽的文字来源，Tantalus，希腊古典神话中的男神坦塔罗斯，tantalum，就成为了钽的英文表达；Niobe，希腊古典神话中的女神尼俄伯，niobium，成了铌的英文表达。

化学元素有物理性质和化学性质之别，但却没有性别之分，那为什么钽和铌这两种元素却要分别要用男神和女神命名呢？男神坦塔罗斯是女神尼俄伯之父，而钽和铌这两种化学元素的物理性质和化学性质又极其相似，所以就利用父女两人的相像类比两种元素的相像，进而命名钽和铌。显然，这种命名法极具韵味和科学性。

钽、铌同属高熔点的稀有金属，具强度高、抗疲劳、抗变形、抗腐蚀、超导、单向导电及吸收气体等优良的特性。在钢铁中加入钽金属，可以制成飞机发动机燃烧室、火箭的尾群；在钢铁中加入铌金属，重量可以减少20％，而强度则提高8倍，可广泛用于汽车底盘、桥梁、飞机制造等。在电气工业中，钽铌是制造火箭、宇宙飞船、人造卫星上微型电容器、电子计算机记忆装置及超导合金必不可少的原材料。总之，钽铌是高、尖端科技产业重要的原材料之一。

金属钽是一种略呈蓝色的浅灰色金属，由于具有许多奇异的特性，有着广泛的应用领域，因此，被誉为“金属王国”的多面手。

钽所具有的特性，使它的应用领域十分广阔。在制取各种无机酸的设备中，钽可用来替代不锈钢，寿命可比不锈钢提高几十倍。此外，在化工、电子、电气等工业中，钽可以取代过去需要由贵重金属铂承担的任务，使所需费用大大降低。

此外，钽还是提炼超强钢、耐蚀钢和耐热钢合金的重要元素，可以提供发展火箭、宇宙飞船、喷气飞机等空间技术必需的特殊材料。用钽和钨制成的无磁性合金广泛适用于电气工业，特别是钽和碳组成的碳化钽，具有极大的硬度，即使是高温条件下和金钢石也不相上下。用它做成的车刀，可高速切削许多坚硬的合金；用它制成的各种钻头，可以替代最坚硬的合金或金钢石。因此，钽还被认为是冶炼中的“维生素”。

在现代医学中，钽同样可以发挥重要的作用。研究证明，钽不仅对人体没有任何损害，而且人体的肌肉还可以在上面生长，医学上称之谓“生物相溶性”。医生利用钽的这种特性，用来修补、封闭人体破碎了的头盖骨和四肢骨折的裂缝及缺损。同时，还可以将钽制成比头发丝还要细十分之一的细丝，用作内脏手术使用的缝合线，或者嵌入人造眼球。这种钽丝甚至可以替代肌腱和神经纤维。医学家用钽板制成人造耳朵，安装在头部之后，再从腿上移植皮肤，经过一段时间后，新移植的皮肤长得很好，使人几乎看不出是一只人造的钽耳朵。

钽还有非常出色的化学性质，具有极高的抗腐蚀性。

目前世界上的钽约有50%是用于电子工业，其中主要是用以制作具有容量大，体积小，稳定性较高，不漏液等优点的固体电解电容器，用于雷达、导弹、超音速飞机、电子计算机、汽车及电视机等的电子线路中。在国外所生产的电容器中钽电容器约占四分之一。钽的另一重要用途是用于制作超硬工具，占钽用量的40%。用了碳化钽与碳化钛等所制作的硬质合金，性能优越，能耐热震，并且摩擦系数小，是对钢材切削加工的有利工具。由于钽的抗腐蚀性能好，它被大量用于制造化学器皿、石油及化学工业的热交换器、加热器浓缩器和反应器的槽、塔、管道、阀门等，比不锈钢及钛制的设备使用时间要长得多。钽还可以代替白金用作合成纤维的拉丝喷嘴以及用作超音速飞机燃烧室的结构材料，钽钨合金还可制作导弹喷嘴。

世界上的铌铁矿经选矿而得的铌精矿80%以上用于制作铌铁。由铌精矿可治炼而得含铌60%以上的铌铁，在炼钢时加进去，可以提高钢的强度，耐热和改善其焊接加工性能工性能。由于铌与钢中的碳化合成碳化铌，可以减少晶界腐蚀，提高强度。通过检测和计算得知，在钢中每加入万分之一的铌，可使其抗张强度增加1.5～3kg/mm2。这种钢大量用于制造输送石油和天然气的大口径钢管及汽车、船舶、桥梁等方面。某些铌合金能制成薄板和外形复杂的零件，是航空、航天工业的良好热防护和结构材料，已以在一些超音速飞机、星际航行器、卫星和导弹火箭中应用。此外，作为铀棒的包套的铌合金已经在原子反应堆中得到应用。由于铌具有与钽机似的一些性质，所以铌也可用于制造石油及化学工业设备、固体电解电容器。铌的另一个极有前途的应用领域是在超导技术中的应用。冷却到-263.9℃的超低温下，铌会变成一个几乎没有电阻的超导体。科学家们曾做过这样的实验：把一个冷却到超导状态的金属铌环，通以电流后再截断电流，然后把整个仪器封闭起来，保持低温，搁置二年半以后，科学家们又把仪器打开，发现铌环里的电流仍在流动，而且电流强度几乎没有减弱。在超导材料上通过电流的能力比一般的铜、铝导电材料能够成百倍、上千倍地增大，因此超导材料制成的磁体电机、电器及输电红等可以具有体积小、重量轻和节约电能等优点。

铌和铌合金如Nb3Gb3Sn等在超导技术方面的应用发展很快，今后可能成为铌应用的一个非常重要的领域。

稀有金属铌和钽在元素周期表中属于同族元素，由于它们的物理和化学性质很相似，而且又共同生长在同一个矿体内，因而被人们称为金属中的“孪生兄弟”。

铌钽铁矿是铌和钽的主要矿石，在钨矿和某些稀土矿中也有少量的铌和钽存在。铌的外表很象钢，而钽却呈银白色。铌和钽都是高熔点金属，它们的熔点分别为２４６８℃和２９９６℃。铌和钽的化学性质极其稳定，不仅不怕硝酸、盐酸，也不怕王水。钽富有延展性，可以拉制成比头发丝还要细的钽丝，或者碾成比纸还要薄的钽箔。铌和钽都具有抗压、耐磨损的特性，也都是卓越的超导材料。

综上所述，由于铌和钽具有上述种种优异的性能，因而被广泛用于各个领域。

在冶金工业中，铌主要用于制造耐高温的合金钢和提高钢的强度。在冶炼碳素钢时，只需添加万分之几的铌，便可以使钢的强度提高三分之一以上。用铌和钽与钨、钼、镍、钴、钒等一系列金属合成的超级合金，是超音速喷气式飞机、火箭和导弹等的良好结构材料。

在机械工业中，用碳化铌、碳化钽等硬质合金制造的刀具，能经受近３０００℃的高温，其硬度可以与世界上最坚硬的物质——金刚石相媲美。

在电子工业中，铌和钽可用于制造电子管、超短波发射装置等。由于铌和钽具有良好的超导性，在制造电线、电缆的材料中加入铌和钽，可以大大减少电能的损耗，从而节省电能。

在医学上，钽是理想的生物适应性材料。它与人体的骨骼、肌肉组织以及液体直接接触时，能够与生物细胞相适应，具有极好的亲和性，几乎不对人体产生刺激和副作用。钽不仅可用于制作治疗骨折用的接骨板、螺钉、夹杆等，而且可以直接用钽板、钽片修补骨头和用钽条来代替因外伤而折断的骨头。钽丝和钽箔可以缝合神经、肌腱以及１．５毫米以上的血管，极细的钽丝可以代替肌腱甚至神经纤维。用钽丝织成的钽纱、钽网可以用来修补肌肉组织。

随着科学技术的不断发展，铌和钽的应用范围将会越来越广泛。

四、铌坦的最新发展情况

“烈火金刚”和“抗蚀冠军”——铌和钽，我们可以将铌和钽看成一对“孪生兄弟”。

把它们放到一起来介绍是有道理的，因为它们在元素周期表里是同族，物理、化学性质很相似，而且常常“形影不离”，在自然界伴生在一起，真称得上是一对维妙维肖的“孪生兄弟”。

事实上，当人们在十九世纪初首次发现铌和钽的时候，还以为它们是同一种元素呢。以后大约过了四十二年，人们用化学方法第一次把它们分开，这才弄清楚它们原来是两种不同的金属。

铌、钽和钨、钼一样都是稀有高熔点金属，它们的性质和用途也有不少相似之处。

既然被称为稀有高熔点金属，铌、钽最主要的特点当然是耐热。它们的熔点分别高达摄氏二千四百多度和将近三千度，不要说一般的火势烧不化它们，就是炼钢炉里烈焰翻腾的火海也奈何它们不得。难怪在一些高温高热的郡门里，特别是制造一千六百度以上的真空加热炉，钽金属是十分适合的材料。

在钨钼合金钢里可以知道，一种金属的优良性能往往可以“移植”到另一种金属里。现在的情况也是这样，用铌作合金元素添加到钢里，能使钢的高温强度增加，加工性能改善。铌、钽与钨、钼、钒、镍、钴等一系列金属合作，得到的“热强合金”，可以用作超音速喷气式飞机和火箭、导弹等的结构材料。目前科学家们在研制新型的高温结构材料时，已开始把注意力转向铌、钽；许多高温、高强度合金都有这一对孪生兄弟参加。

铌、钽本身很顽强，它们的碳化物更有能耐，这个特点与钨、钼也毫无二致。用铌和钽的碳化物作基体制成的硬质合金，有很高的强度和抗压、耐磨、耐蚀本领。在所有的硬质化合物中，碳化钽的硬度是最高的。用碳化钽硬质合金制成的刀具，能抗得住三千八百度以下的高温，硬度可以与金刚石匹敌，使用寿命比碳化钨更长。

1． 外科医疗上的妙用

钽在外科医疗上也占有重要地位，它不仅可以用来制造医疗器械，而且是很好的“生物适应性材料”。

比如说吧，用钽片可以弥补头盖骨的损伤，钽丝可以用来缝合神经和肌腱，钽条可以代替折断了的骨头和关节，钽丝制成的钽纱或钽网，可以用来补偿肌肉组织。

在医院里，还会有这样的情况：用钽条代替人体里折断了的骨头之后，经过一段时间，肌肉居然会在钽条上生长起来，就像在真正的骨头上生长一样。怪不得人们把钽叫作“亲生物金属”哩。

钽在外科手术中能有这样奇特的作用，关键还是因为它有极好的抗蚀性，不会与人体里的各种液体物质发生作用，并且几乎完全不损伤生物的机体组织，对于任何杀菌方法都能适应，所以可以同有机组织长期结合而无害地留在人体里。

除了在外科手术中有这样好的用途外，利用铌、钽的化学稳定性，还可以用它们来制造电解电容器、整流器等等，下面将进一步阐述。

2． 超低温下创奇迹——可以作为优质的超低温材料

大量的实验使我们惊诧不已的，是铌钽不仅能在极高温度的环境里顽强地工作，而且还能在超低温的条件下出色地为我们服务，它们可真是了不起。

所谓绝对温度的零温度，也叫“绝对零度”，它的零度相当于摄氏零下二百七十三度。绝对零度被认为是不能再低的低温了。

人们很早以前就发现，当温度降低到接近绝对零度的时俟，有些物质的化学性质会发生突然的改变，变成一种几乎没有电阻的“超导体”。物质开始具有这种奇异的“超导”性能的温度叫临界温度。不用说，各种物质的临界温度是不一样的。

要知道，超低温度是很不容易得到的，人们为此而付出了巨大的代价；越向绝对零度接近，需要付出的代价越大。所以我们对超导物质的要求，当然是临界温度越高越好。

具有超导性能的元素不少，铌是其中临界温度最高的一种。而用铌制造的合金，临界温度高达绝对温度十八点五到二十一度，是目前最重要的超导材料。

人们曾经做过这样一个实验：把一个冷到超导状态的金属铌环，通上电流然后再断开电流，然后，把整套仪器封闭起来，保持低温。过了两年半后，人们把仪器打开，发现铌环里的电流仍在流动，而且电流强弱跟刚通电时几乎完全相同！

从这个实验可以看出，超导材料几乎不会损失电流。如果使用超导电缆输电，因为它没有电阻，电流通过时不会有能量损耗，所以输电效率将大大提高。

有人设计了一种高速磁悬浮列车，它的车轮部位安装有超导磁体，使整个列车可以浮起在轨道上约十厘米。这样一来，列车和轨道之间就不会再有摩擦，减少了前进的阻力。一列乘载百人的磁悬浮列车，只消一百马力的推动力，就能使速度达到每小时五百公里以上。

用一条长达二十公里的铌锡带，缠绕在直径为一点五米的轮缘上，绕组能够产生强烈而稳定的磁场，足以举起一百二十二公斤的重物，并使它悬浮在磁场空间里。如果把这种磁场用到热核聚变反应中，把强大的热核聚变反应控制起来，那就有可能给我们提供大量的几乎是无穷无尽的廉价电力。

不久前，人们曾用铌钛超导材料制成了一台直流发电机。它的优点很多，比如说体积小，重量轻，成本低，与同样大小的普通发电机相比，它发的电量要大一百倍。

3． 铌钽电解电容器

由于铌、钽的化学稳定性，还可以用它们来制造电解电容器、整流器等等。

特别是钽，目前约有一半以上用来生产大容量，小体积，高稳定性的固体电解电容器。全世界每年都要生产几亿只。

钽电解电容器没有“辜负”人们的厚望，它具有很多其他材料比不上的优点。它比跟它一般大小的其他电容器“兄弟”的电容量大五倍，而且非常可靠、耐震，工作温度范围大，使用寿命长，现在已经大量地用在电子计算机、雷达、导弹、超音速飞机、自动控制装置以及彩色电视、立体电视等的电子线路中。

历史回顾，2000年钽行业和钽电容器市场十分火爆，钽电容器供不应求，钽矿石价格飚升、钽粉成本升高钽电容器销售价格上扬，所有这些因素激发了国外钽电容器生产厂商对若干年处于停停打打的铌电容器又进入了研发高峰。

Vishag、NEC、Epcos、Kemet等公司相继宣布制造铌电容器的技术已经突破、样品已可提供市场、不日即可产业化等等。铌电容器制造技术上的某些突破是件大好事，期望它能给电子行业做出贡献。但是由于铌的天然属性所致，尽管在技术上有所突破，它也只能在小范围内代替低压的钽电容器。何况铌电容制造要走向产业化还有相当艰难历程。最近在铌是否最终会代替钽而使铌电容器成为市场高端电容器的主导产品问题上，以及铌电容器在技术、性能、性价比方面的可行程度、市场认可的进程对钽业的发展带来的是挑战还是机遇的问题上业内有着不同的说法与揣测。根据中国最大的电容器原材料供应商东方钽业的有关专家以及电容器方面专家对铌对电容器市场发展前景的影响所做的客观的评论来看，他们认为由于铌矿地质储量较钽矿丰富，价格也相对较低，用铌制造电容器的技术获得某些突破，在一些应用领域中可以用铌来代钽，它将作为电容器行业的一个新成员出现在市场。

铌电容器企图在高容量、低等效串联电阻、易于片式化等方面与铝电容器相抗衡，开发铌电容器的多数厂家都希望将产品打入铝电容器领域的市场。预测有可能替代OSCON型铝电容器市场的30%，约为11亿只（按2000年统计数据），替代其它规格型号的铝电容器为市场容量的10%，约为80亿只。目前铝电容器很难研制生产出容量达1000微法以上的片式产品，而这种大容量的片式铌电容器产品不久即可进入市场。

东方钽业的有关专家认为虽然铌有很好的发展前景，但仍有很强的不确定性。这不仅是由“铌”金属的特性决定的，也是由新材料应用及新材料产业化过程的客观规律决定的。从金属特性上看铌和钽属同一族元素，性能上有许多相同、相似之处。用铌制作电容器的工艺、原理基本相同。近几年在铌粉及铌电容器的开发方面，取得了很大的进展。由于钽的密度，（16.6g/cm3）较铌大（8.57g/cm3）在制造电容器过程中的阳极块密度钽一般为6g/cm3而铌约为3g/cm3，因此，在片式元件小型化方面铌不具有竞争优势，它形成的氧化膜没有钽形成的氧化膜稳定，在高温被覆二氧化锰后漏电流大幅度上升导致电容器失效。通常铌电容器的漏电流比钽电容器要大几倍。而且，铌电容的工作电压较钽电容器低得多，目前铌只是用来制造工作电压在10伏以下的电容器。尤其在某些高端电容器领域铌是根本无法取代钽的。钽电容最可贵的性能是高可靠，它广泛应用在军事、航空、航天精密仪器上。有关部门曾经解剖过国内企业提供给海底电缆增音器使用的数万只钽电容器，在海底工作了20多年，钽电容器其性能如常，无一失效，这是铌电容器很难做到的。另外电容器用铌粉比容达到20万微法时，粉末颗粒的直径已接近纳米级，在电容器制造过程中将铌粉压制成多孔的阳极坯块时，其孔隙也相当小，用常规的阴极材料已很难渗透到多孔的阳极坯块中去。这种金属特性的缺憾直接影响着“铌”在高端电容器领域的应用。从新材料产业化角度看每一种新产品从研制开发直至产业化，这中间并非是简单的数量、规格的扩大。在整个过程中需不断地探索、克服技术难题以求得生产工艺的成熟、产品性能的稳定。早在60~70年代前苏联，曾对铌电容器进行了研究开发，就因在过程中无法解决有关技术问题而中断研究。

目前无论是移动通信（含手机和基站）、固定通信（程控交换机）等设备中，主要还是使用钽电容器，尚无使用铌电容器的记录，不少整机厂家对铌电容器尚无认识，更谈不上使用它。任何一种元器件新产品要在整机上使用，均需通过严格认证，从样品测试、上机试验、小批量使用要经过一年甚至更长时间。因此，要让整机厂家大批量采用铌电容器，至少是几年以后的事。

目前的普遍观点认为：“钽”、“铌”电容器并不是一个互相竞争的关系，而是一个相互补充，相互促进，共存共荣的关系。总的来说可以概括为以下几点：

铌电容器进入市场主要与铝电容器竞争而不是和钽电容器相争市场份额。目前公布的信息、资料、广告中都将铌电容的性能与钽电容器相比，乃因钽电容器是电解电容器中最优秀者。

铌电容器的应用与钽电容器的应用会有部份重叠，但不可能取代钽电容器。即使一些传统应用钽电容器的领域，今后有可能局部选用铌电容器，但钽电容器的需求和发展并不会因此减少和受阻，它的应用还在继续拓宽。

世界IT产业恢复增长以后，对各种电容器的需求将会大于电容器（包括铌电容器）自身的发展。

由此可见在相当长的一段时间内铌电容器形成产业化的规模远远比不上钽电容器的产业化规模，但是中国对电容器级铌的研究从没有因此停滞不前。事实上包括钽、铌生产的龙头企业东方钽业及国内相关生产企业和研究机构，从70年代至今一直致力于对电容器级铌的研究与开发，并努力使之形成产业化。但在产业格局上，由于钽业市场前景广阔，需求旺盛而电容器级铌的市场需求远不如钽，所以“生产重钽”在相当长的时间内还不会改变。当然中国企业也高度关注技术进步和市场发展，并有足够的能力应对市场变化。

4． 铌和钽的化合物广泛应用于电子陶瓷

在过去的几十年里，电子陶瓷市场经历了巨大的变化。各种晶粒尺寸及紧密排布的超高纯铌和钽的开发正极大地推动着高性能电子陶瓷的发展。随着诸如移动通讯、个人计算机及因特网之类的新技术的开发与商业化，电子陶瓷的微型化及其性能的提高显得尤为重要。

铌和钽的化合物已在电子产品和电子——光学产品（包括介电陶瓷、压电陶瓷、单晶和铁氧体）中得到广泛的应用。对于上述这些不同的应用，通常需要采用不同等级的铌和钽作为原料。然而，对于一些特殊的应用或尖端工艺过程可能还要加入诸如盐酸盐、醇盐和草酸盐之类的化合物。在过去的几十年里，铌和钽等原料供应商投入大量的时间和金钱来研究开发尽可能高纯度、小晶粒尺寸及紧密排布的铌和钽的氧化物及其它化合物。通过市场各方的努力将推动电子陶瓷工业在将来获得更大的发展。

5． 铌酸钾在激光领域的运用

铌酸锂是最重要的光学晶体之一。它具有良好的机械、物理性能和低成本等优点。铌酸锂作为非线性光学晶体、电光晶体、声光晶体和双折射晶体得到了广泛应用。

二00二年十一月三十日由中国科学院院士、天津大学教授姚建铨主持的“高功率、高重复频率全固态绿光激光器样机研制”、“差分吸收光谱法大气质量监测仪关键技术研究”、“温度调谐周期极化铌酸锂晶体(PPLN)准连续近红外光学参量振荡器”、“准连续660nm红光激光器研究”等四个科研项目，通过专家鉴定。

这四项科研成果已达到国内领先水平，其中有的达到国际先进水平。这标志着姚建铨院士在激光领域的研究已进入新的高潮期。同时也标志了我国在铌钽应用于激光领域取得了重大突破，也充分说明了铌钽的应用前景会更加广阔。