Niobium

Le niobium (Nb) est un agent d’alliage qui donne des propriétés uniques aux matériaux auxquels il est ajouté. En effet, l’ajout de niobium à l’acier lui procure deux avantages indéniables, tant au niveau économique qu’environnemental, puisqu’il permet à la fois d’augmenter sa résistance et de l’alléger. Grâce à ses propriétés exceptionnelles, on l’utilise notamment pour l’industrie automobile, aéronautique et pétrochimique et la construction de pipelines, de ponts ou divers travaux.

Depuis 1994, Niobec est devenue un véritable complexe minier et métallurgique intégré, grâce à la construction d’une usine de conversion du concentré de niobium (Nb2O5) en ferroniobium(FeNb), ce qui lui a permis de se classer parmi les producteurs mondiaux de ferroniobium. La conversion est effectuée sur place à l’aide d’une réaction aluminothermique. Le concentré de pyrochlore est mélangé à plusieurs matières premières, dont des granules d’aluminium, du fer métallique, du nitrate de sodium et des matières fines recyclées, avant d’être transféré dans un réacteur. Le ferroniobium, concassé aux dimensions exigées par chaque aciérie, est ensuite empaqueté dans des contenants de 10 à 1 500 kilogrammes et expédié partout dans le monde.

Procédé de l’extraction à l’expédition

Histoire du niobium

Charles Hatchett, un chimiste anglais, a fait la découverte de cet élément chimique en 1801. Il a fallu attendre le début du vingtième siècle pour que le niobium soit utilisé industriellement, même s’il présentait des propriétés physiques très avantageuses comparativement aux autres métaux.

Son utilisation remonte à 1925 où le niobium commence à remplacer le tungstène dans la production d’aciers à outils. Durant les années 1930, le niobium est utilisé pour prévenir la corrosion de l’acier inoxydable. Lorsque la production primaire du niobium a débuté, il est devenu un élément clé dans le développement des matériaux d’ingénierie moderne et son utilisation a progressivement augmenté à la suite des avancées dans le domaine métallurgique.

À la fin des années 1960, le Québec s’intéresse aux minéraux et se met à ratisser son territoire à la recherche de cette ressource. C’est en 1967, en survolant la région du Saguenay à basse altitude, qu’on note une anomalie radiométrique à Saint-Honoré. Une découverte inattendue qui allait mener à une surprise de taille : un important gisement de niobium.

Le nom niobium est dérivé de Niobé, la fille de Tantale lui-même fils de Zeus dans la mythologie grecque. Ce choix est dû au fait que le tantale, découvert antérieurement, s’est avéré par la suite être mélangé avec le niobium.

Utilisations

Le niobium est un agent d’alliage qui donne des propriétés considérables aux matériaux auxquels il est ajouté. Par exemple, l’acier contenant du niobium résiste à la corrosion et est plus fort et plus léger que l’acier pur. Nous retrouvons, entre autres, le niobium dans des fusées et satellites envoyés dans l’espace et même dans le corps humain. Les qualités du niobium en font l’une des huit matières premières stratégiques considérées comme indispensables.

Cette résistance exceptionnelle justifie l’utilisation d’acier au niobium dans plusieurs applications :

  • Les fusées et les satellites (Apollo 11 était fait à 60 % en acier au niobium).
  • La construction automobile. L’intégration de l’équivalent de neuf dollars de niobium dans une automobile permet de réduire son poids de 100 kilogrammes et d’augmenter son efficacité énergétique de l’ordre
    de 5 %.
  • Les pipelines (où le niobium est parfois associé au zirconium).
  • Les barres anti-intrusion.
  • L’orthopédie. Le corps supporte bien les alliages de niobium et de titane utilisés pour des implants ou dans les broches et plaques de réduction de fractures.
  • Le métal d’apport pour le soudage à l’arc.
  • Des alliages de niobium avec le zirconium, le molybdène, le vanadium, le chrome ou le tungstène sont aussi utilisés comme métal d’apport pour souder à l’arc certains aciers inoxydables.
  • Des réacteurs nucléaires. Du fait de sa faible section de capture des neutrons, du niobium en alliage avec le zirconium sert pour les enveloppes de barres de combustible dans des réacteurs nucléaires.
  • Des filtres à ondes de surface.
  • La joaillerie. Le niobium est, avec l’or, le seul métal qui se laisse forger à froid par l’artisan. Sa coloration par anodisation est similaire à celle des autres métaux réfractaires tels que le titane.

Le marché du niobium et du ferroniobium

Environ 89% de la consommation mondiale de niobium se retrouve dans la fabrication de l’acier, 9% dans la production de superalliages et 2% dans des applications de super-conductivité et médicales. À elle seule, la mine Niobec compte aujourd’hui pour 9% de la production planétaire.

Produits Producteurs clés % du marché du Nb Utilisations Marchés principaux
Ferroniobium de teneur normale (HSLA FeNb)-Teneur en Nb :
~60 %
  • CBMM
  • Anglo American
  • Magris Ressources/Niobec
92,2 %
  • Acier haute résistance faiblement allié (HSLA)
  • Acier inoxydable
  • Acier réfractaire
  • Industrie automobile
  • Infrastructures et ingénierie lourdes
  • Secteur pétrochimique
  • Centrales électriques
  • Oléoducs et gazoducs
Ferroniumbium de qualité sous vide (VG FeNb)-Teneur en Nb :
99 %
  • CBMM
3,0 %
  • Superalliages
  • Moteurs d’avion
  • Production d’électricité
  • Secteur pétrochimique
Métaux à base de niobium et alliages-Teneur en Nb :
~50-65 %
  • CBMM
3,4 %
  • Supraconducteurs
  • Accélérateurs de particules
  • Imagerie par résonance magnétique
  • Diverses utilisations à tonnage faible
Produits chimiques à base de niobium-Teneur en Nb :
>99 %
  • CBMM
3,4 %
  • Céramiques fonctionnelles
  • Catalystes
  • Appareils optiques
  • Appareils électroniques

Le Guide et bonnes pratiques pour un processus harmonieux d’acquisition et d’indemnisation est la propriété intellectuelle du Comité du milieu. Les demandes de reproduction ou de traduction doivent être adressées au bureau de relations avec la communauté de Niobec.

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