铌（Nb）是排在化学元素周期表原子序第41位的化学元素，它在日常生活中鲜被提及，但是在钢铁工业中，铌的地位与经济学家创造的“巨无霸指数”（Big Mac index）齐肩，“巨无霸指数”是在购买力平价的前提下，以各国麦当劳餐厅的巨无霸价格测量该国货币汇率；而铌则被公认是衡量一个国家钢铁工业质量与品质的指数，在一国钢铁总产量中使用铌的数量越多，就意味着这个国家的生产了更多的高品质钢材。

 

       2019年6月9日，巴西矿冶公司（CBMM）派车从包索市接我到矿区所在地米纳斯吉拉斯州的Araxá市，汽车在丘陵地带行驶550公里约7小时，最终来到了世界最大的铌矿公司。CBMM是一个家族公司，Salles家族拥两大资产，其一是南美洲最大的伊塔乌联合银行（Itaú Unibanco）资产规模仅次于巴西银行，第二个资产才是铌矿。CBMM成立于1955年Araxá拥有大量的铌矿储量。目前CBMM拥有占全世界储量和生产的量的75％以上（如下图）。

 

 

世界最大的铌矿公司——巴西矿冶公司

 

       在技术与环境主任Thiago的带领下，参观了矿山，浓缩装置，精炼和冶金装置，氧化铌装置，特殊氧化物，特殊合金和金属铌，以及包装和运输装置。

 

       在会议室，技术与环境主任Thiago用PPT展示并详细讲解了铌在钢铁中的作用

 

照片左右两张图是在显微镜下钢的分子结构图，左边的是没有加铌的钢结构，右边的是添加铌的钢结构变化。

 

        2018年5月7日，为拉美十国采访做准备工作时，在北京中信大厦采访了中信金属副总经理王猛，他形象地解释了铌在钢铁中的作用：“人们做菜的时候会加些味精，菜就好吃了；如果在炼钢的时候加入万分之几的铌，可以使钢的晶粒细化。钢在显微组织环境下，是由一个个细胞组成，细胞越小越细密，钢的强度和韧性就越好。在一吨钢只需加几十克铌，就可以使钢的晶粒变得很小、致密和均匀，大幅提升了钢的品质，增强了钢的强度和韧性。

 

照片中的铌铁是CBMM送给我的礼物，这么小的一块铌，重约300克，理论上可以添加在数吨钢中。铌的世界市场价格现为36美元/千克。

 

       铌的特征独特。通常在增加钢铁强度的时候往往要牺牲韧性，但是铌金属既可以增加强度和韧性，还可减少重量。“奥妙在于添加铌的钢铁晶粒被缩小后，因为铌的分子和原子具有惰性的特征，所以在缩小的细胞边缘相当于有圈钉子将细胞固定，就增加了钢的强度与韧性。当然，化学分子懒惰越强则越不容易液化，也就具被耐高温的特点。

 

中信金属副总经理王猛

 

       就钢的强度和韧性，王猛解释：“用三根给定直径的钢丝绳吊起相同重量的重物，第一根是什么都不含的普通钢丝绳，第二根是加钛的钢丝绳，第三根是加铌的钢丝绳。实验证明，第一根钢丝绳因为强度不够会断掉。第二三钢丝绳虽然都能吊起重物，但是当重物晃动时需要韧性，第二根钢丝绳则会断掉，只有含铌的这根既增加强度又增加韧性的钢丝绳依旧完好。

 

       技术与环境主任Thiago介绍：“铌的90%用在钢铁领域，9%用在在高温合金领域，比如光学和军事领域”。

 

 在CBMM公司的博物馆（陈列着铌在钢铁工业中的应用领域：它们包括管线钢、汽车钢、结构钢、不锈钢与飞机发动机等等）。

 

CBMM公司的博物馆陈列的铌在钢铁工业中的应用——管线钢。

 

       以始建于2000年的西气东输工程为例，这个工程被成为中国五大世纪工程之一，一线和二线工程累计投资超过2900亿元。

 

       

       西气东输工程所使用的管线钢，要埋在地下几十年，如果管线钢破裂会产生环境的污染与资源的浪费，所以对钢管线的要求是高的强度与韧性，达到这个要求，管线钢必须要用到含铌的钢。王猛介绍说：“修建西气东输工程一线的时候，我们使用的含铌钢叫X70，那个时候中国不能自己生产，所以建设西气东输一线使用的X70全部是进口的。但是在修建二期工程时我们与巴西矿冶公司合作，把铌钢引入到中国，我们生产了X80，所以西气东输二线工程中用的钢管线全部是我们国家自己生产的。X80钢的强度与韧性更大，所以它所承受的压力也就更大，在同一时间可以输送更多的油气。如果按照X70输送同样的油气需要建设两条并行的输气管线，而使用了X80只需建设一条管线，为此，我们的西气东输二线工程节约了一半的成本。”

 

        技术与环境主任Thiago总结道：“新型钢铁产品比以前更轻、强度更高，可助力其他行业减少环境足迹”。